Michal Pech / Unsplash

Die verhouding tussen atmosferiese CO₂ vlakke en klimaatsverandering word dikwels as 'n kontroversiële onderwerp beskou. Daar is geen werklike meningsverskil tussen klimaatwetenskaplikes nie 90% stem volkome saam dat menslike aktiwiteite duidelik verantwoordelik is vir klimaatsverandering - in die Verenigde State in 2016, skaars 50% van die algemene publiek tot dieselfde gevolgtrekking gekom. As 'n algemene verwarring bygevoeg word, beweer uiters aktiewe “deniers vir klimaatsverandering” dat temperatuur onafhanklik van CO ontwikkel het₂ atmosferiese konsentrasies deur die geskiedenis van die aarde, en dat dit daarom die stygende CO van vandag is₂ vlakke is nie 'n probleem nie.

Het wetenskaplikes dus die storie verkeerd gedoen? No. CO₂ dra al lank by tot die beheer van die aarde se klimaat, en die stygende konsentrasie in die atmosfeer en oseane is 'n groot bedreiging vir die mensdom.

Saam met sonaktiwiteit en albedo, kweekhuisgasse is 'n belangrike deel van die aarde stralingsbegroting en oefen 'n sterk beheer uit op die oppervlaktemperatuur. Alhoewel waterdamp die primêre kweekhuisgas op aarde is, is CO₂ trek baie meer aandag omdat dit aktief klimaatsverandering kan lei.

Ongelukkig lewer menslike aktiwiteite CO₂ teen die tempo in die atmosfeer 70 keer groter dan alle vulkane op aarde gekombineer. As gevolg hiervan, sal atmosferiese CO₂ konsentrasie (of pCO₂) neem toe en die aardoppervlak word warm in 'n tempo wat geen natuurlike faktor kan verklaar nie.

Ons weet dat CO₂ is 'n temperatuurbeheer en ons kan dit op verskillende maniere demonstreer. Een daarvan is deur die verkenning van die geskiedenis van die aarde.

Noord-Amerika vanaf Suomi met 'n lae baan. NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring

Klimaat en temperatuur deur geologiese tye

Met behulp van gesteentes, fossiele en hul chemiese en fisiese eienskappe, het geowetenskaplikes gedurende die aarde se geskiedenis warm en koue periodes gerekonstrueer. Om die verband tussen klimaat, temperatuur en pCO te demonstreer₂ Miljoene jare gelede moet ons elkeen onafhanklik herbou. Om dit te doen, gebruik ons ​​klimaatopnemers wat “proxies” genoem word.

Die isotopiese samestelling van suurstofatome, geskryf ?¹?O, gemeet in antieke kalkskulpe, is een van hulle. Dit stel ons in staat om verlede seewatertemperature te rekonstrueer met 'n bekende mate van onsekerheid wat afhang van analitiese akkuraatheid en hoe parameters soos seewater ?¹?O, soutgehalte en pH beïnvloed ook die ?¹?O van skulpe.

Omdat die geologiese geskiedenis gesteentes en hul seine beïnvloed, hoe groter is onsekerhede, hoe verder ons teruggaan in tyd. Ons kombineer dus verskillende gevolmagtigdes en formuleer hipoteses wat voortdurend verbeter met jare se navorsing. Die opstel van sulke rekonstruksies is 'n stadige, ingewikkelde (soms pynlike) proses, maar dit word elke jaar meer en meer betroubaar namate onsekerhede afneem. As onsekerhede te groot is, vertrou interpretasies parsimonie: die eenvoudigste model moet as die waarskynlikste beskou word. Wat belangrik is, is dat wetenskaplikes weet hoe om onsekerhede te skat en dit te deel.

Oor die algemeen stem seewatertemperatuurrekonstruksies ooreen met geologiese waarnemings van klimaatgeskiedenis: groot ystydperke val saam met laer globale temperatuur. In die besonder, ?¹?O dui op 'n bestendige koel vanaf 50 miljoen jaar en verder, wat tot die pre-industriële klimaat lei.

GEOCARB (weergawe III) rekonstruksie van pCO? (geel, een punt elke 10 miljoen jaar) en gemiddelde tropiese see-oppervlaktemperatuur vanaf ?¹?O van karbonate gekorrigeer vir seewater-pH-veranderinge, met die veronderstelling dat geen ?¹?O veranderinge vir seewater (rooi) in vergelyking met geologies beperkte koue periodes (ligblou) en gletsasies (donkerblou). G. Paris na Royer en Beerling (2004) en Berner en Khotavala (2011), skrywer met dien verstande

Die geskiedenis van pCO₂

Proxy's bestaan ​​vir pCO₂ ook. Byvoorbeeld paleontoloë tel stomata - openinge waardeur plante asemhaal, vog uitruil en CO opneem₂ vir fotosintese - op fossielblare. Hoe meer CO₂ is volop, die minder stomata word benodig. 'N Faktor wat 'n mate van onsekerheid toevoeg, is dat plante minder stomata onder droër klimaat het en meer onder vogtige plante.

Fossiele blare is skaars en atmosferiese pCO₂ data is skaars vir antieke tydperke van die aarde. In die afwesigheid van (voldoende) data, help numeriese modellering om data te verduidelik met 'n wêreldwye samehangende benadering wat die fundamentele wette van die fisika respekteer. Een van die bekendste is GEOCARB, 'n geologiese koolstofsiklusmodel wat ontwikkel is om pCO te rekonstrueer₂ geskiedenis deur Robert Berner en sy kollegas.

Op tydskale groter as 100,000 jaar, pCO₂ word hoofsaaklik bygevoeg van vulkane en verloor dit deur twee koolstofpompe: die biologiese pomp en die karbonaatpomp.

Tydens fotosintese neem plante en alge CO saam₂ om hul organiese materiaal te bou. As hulle sterf, het hierdie CO₂ kan vasgevang raak in sedimente. Dit is die biologiese pomp. Die karbonaatpomp is die skakeling tussen verwering van kontinente en karbonaatrots neerslag. CO₂ suur oppervlakwater wat gesteentes oplos. Opgeloste elemente word in die oseaan gewas, waar dit gebruik word om kalkmateriaal soos skulpe of korale te bou, wat uiteindelik kalkstene word. Jaar na jaar stoor hierdie pompe CO₂ weg van die atmosfeer.

In die verlede kon vulkane min of meer aktief gewees het; vastelande was op verskillende plekke, wat die koolstofpompe beïnvloed het. Berner en kollegas het gekwantifiseer hoe die andersins bekende evolusie van daardie parameters die koolstofsiklus en dus atmosferiese pCO beïnvloed het₂. Hulle het hul modelonsekerheid geken en vertoon. Hul resultate moet met 'n beramingskoevert aangebied word, nie as 'n gegewe waarde nie.

Tye van hoër pCO₂ is warm tydperke. Omgekeerd, daling in atmosferiese CO₂ inhoud veroorsaak gletsperiodes soos in die koolstofagtige en moderne ystydperke, met die moontlike uitsondering van die Hirnantian (445 miljoen jaar gelede). Onlangse modelle stel voor dat die tektoniese opset vir hierdie afgeleë periode 'n spesifieke rol gespeel het.

Hoe mense vinnig die klimaat beïnvloed

Temperatuur en pCO? rekonstruksies vir die laaste 66 My. Temperature word bereken deur die ?¹?O van karbonate te gebruik en word sonder hul onsekerheid voorgestel. Die pCO? rekonstruksie is gebaseer op sewe verskillende gevolmagtigdes in ooreenstemming binne hul onderskeie onsekerhede. Beerling en Royer, 2011., skrywer met dien verstande

Oor die periode wat begin op die punt dat dinosourusse uitgesterf het ('n betreklik onlangse 66 my gelede), kan geoloë op baie temperatuur en CO vertrou₂ gevolmagtigdes bykomend tot ?¹?O of fossielblare. Hoe nader ons aan ons era kom, hoe meer gevolmagtigdes is daar en hoe minder onsekerhede is, totdat ons geologiese en yskerndata kan verbind wat mekaar ondersteun.

tektoniek gewysigde oseaniese sirkulasie en lei tot die bou van bergreekse soos die Himalajas. Albei faktore het die koolstofpompe en die gedwonge pCO beïnvloed₂ om verminder, soos aangedui deur gevolmagtigdes en in ooreenstemming met die GEOCARB-neigings. Hierdie afname in pCO₂ het gelei tot die waargenome afkoeling en die aarde na die huidige ys-interglacial-afwisseling gedryf.

Ons kan bepaal van ys kerns en gevolmagtigdes wat PCO₂ beweeg al 200 miljoen jaar tussen 350 en 2.6 dpm en dat dit tussen 280 en 410 skielik van 1850 tot 2018 dpm toegeneem het.₂ is op pad na vlakke wat ongekend was vir 5, of selfs 30 miljoen jaar, toe die aarde baie warmer was as vandag en daar geen Atlantiese yskappe teenwoordig was nie. Rekonstruksies van temperatuur en pCO₂ kan ons 'n blik gee op wat voorlê as ons nie CO vertraag nie₂ uitstoot.

Op lang tydskale, wanneer pCO₂ neem toe, opwarming stimuleer die koolstofpompe en help sodoende pCO₂ om te verminder. Hierdie negatiewe terugvoer kan as 'n geologiese termostaat optree. Ongelukkig is dit so te stadig om vinnig genoeg te reageer om te kompenseer vir ons vinnige emissies. Op die tydskaal van 'n dekade vererger opwarming CO₂ vrylating in die atmosfeer. As die temperatuur toeneem, word die oseane opgewarm en los opgeloste CO vry₂ na die atmosfeer. Vir 2.6 miljoen jaar word die siklusse van die ys en interglacial deur die aarde se wentelbaan gedwing skommelinge en CO₂ was slegs 'n interne positiewe terugvoer. Antropogeniese CO₂ lei en versterk die aanhoudende opwarming.

Koolstofsiklus geologiese termostaat. Die + beteken dat die parameters gestimuleer word deur 'n verhoging van die faktor wat voor die pyl geleë is. Die – beteken dat die parameter verswak is. Byvoorbeeld, koolstofpompe verminder atmosferiese CO? terwyl vulkaniese insette dit verhoog. Pierre-Henri Blard en Guillaume Parys

As gevolg van die pCO₂ toeneem, het die gemiddelde oppervlaktemperatuur reeds met byna 1 ° C tussen 1901 en 2012. Die aarde se oppervlak was in die verlede baie warmer as vandag en sal uiteindelik afkoel. Die gevolge van die korttermynveranderinge is egter rampspoedige. Benewens hoër oppervlaktemperature, is ekstreme weerstoestande, versuring van die oseaan, smelt van ys en styging op seevlak besig om ons daaglikse lewens wesenlik te ontwrig en die ekosisteme rondom ons te benadeel.

Aardwetenskap help ons om die verlede van ons planeet te verstaan. Ons kan nie die aarde se wentelbaan, tektoniek of oseaniese sirkulasie beheer nie, maar ons kan ons kweekhuisgasvrystellings beheer. Die toekoms is vir ons almal om te bou.

Oor Die Skrywer

Guillaume Paris, Geochimiste, chargé die recherche CNRS au Centre die recherches petrographiques et géochimiques die Nancy, Université de Lorraine en Pierre-Henri Blard, Geochronologue et paléoclimatologue, chargé die recherches CNRS - Centre de recherches petrographiques et geochimiques (Nancy) et Laboratoire die Glaciologie (Bruxelles), Université de Lorraine

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

Klimaatsverandering: Wat Almal moet weet

deur Joseph Romm
Die noodsaaklike grondslag vir wat die definisie van ons tyd sal wees, Klimaatsverandering: Wat Almal moet weet ® is 'n duidelike oorsig van die wetenskap, konflikte en implikasies van ons opwarmingsplan. Van Joseph Romm, Hoofwetenskapadviseur vir National Geographic's Jaar van die lewe Dangerously reeks en een van Rolling Stone se "100-mense wat Amerika verander" Klimaatverandering bied gebruikersvriendelike, wetenskaplike streng antwoorde op die moeilikste (en algemeen gepoligiseerde) vrae rondom watter klimatoloog Lonnie Thompson 'n duidelike en huidige gevaar vir beskawing geag het. ". Beskikbaar op Amazon

Klimaatverandering: Die Wetenskap van Globale Verhitting en Ons Energie Toekomstige tweede uitgawe Uitgawe

deur Jason Smerdon
Hierdie tweede uitgawe van Klimaatverandering is 'n toeganklike en omvattende gids tot die wetenskap agter aardverwarming. Uitstekend geïllustreer, die teks is gerig op studente op verskillende vlakke. Edmond A. Mathez en Jason E. Smerdon bied 'n breë, insiggewende inleiding tot die wetenskap wat onderliggend is aan ons begrip van die klimaatstelsel en die uitwerking van menslike aktiwiteit op die verwarming van ons planeet. Mathez en Smerdon beskryf die rolle wat die atmosfeer en oseaan speel in ons klimaat, stel die konsep van stralingsbalans bekend, en verduidelik klimaatveranderinge wat in die verlede plaasgevind het. Hulle beskryf ook die menslike aktiwiteite wat die klimaat beïnvloed, soos kweekhuisgas en aërosolvrystellings en ontbossing, asook die uitwerking van natuurverskynsels.  Beskikbaar op Amazon

Die Wetenskap van Klimaatverandering: 'n Hands-On Kursus

deur Blair Lee, Alina Bachmann
Die Wetenskap van Klimaatverandering: 'n Hands-on-kursus gebruik teks en agtien hands-on-aktiwiteite om die wetenskap van aardverwarming en klimaatsverandering te verduidelik en te onderrig, hoe mense verantwoordelik is en wat gedoen kan word om die tempo van aardverwarming en klimaatverandering te vertraag of te stop. Hierdie boek is 'n volledige, omvattende gids tot 'n noodsaaklike omgewingsonderwerp. Onderwerpe wat in hierdie boek gedek word, sluit in: hoe molekules energie oor die son oordra om die atmosfeer, kweekhuisgasse, die kweekhuiseffek, aardverwarming, die Industriële Revolusie, die verbrandingsreaksie, terugvoerlusse, die verhouding tussen weer en klimaat, klimaatsverandering, koolstofdruppels, uitsterwing, koolstofvoetspoor, herwinning en alternatiewe energie. Beskikbaar op Amazon

Van Die Uitgewer:
Aankope op Amazon gaan die koste om u te bring, te dek InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com gratis en sonder adverteerders wat jou blaaitoontjies dop. Selfs as jy op 'n skakel klik, maar nie hierdie geselekteerde produkte koop nie, enigiets anders wat jy in dieselfde besoek op Amazon koop, betaal ons 'n klein kommissie. Daar is geen bykomende koste vir u nie, dus dra by tot die moeite. Jy kan ook gebruik hierdie skakel Om te enige tyd vir Amazon te gebruik, sodat u ons pogings kan ondersteun.