Shutterstock

Maapallolla oli useita jaksoja korkeat hiilidioksiditasot ilmakehässä ja korkeat lämpötilat viimeisen miljoonan vuoden aikana. Voitteko selittää, mikä aiheutti nämä ajanjaksot, kun otetaan huomioon, että fossiilisia polttoaineita tai muita ihmisten aiheuttamia hiilidioksidipäästöjen lähteitä ei poltettu tuona aikana?

Fossiilisten polttoaineiden tai kasvillisuuden polttaminen on yksi tapa viedä hiilidioksidia ilmaan - ja siitä meillä on tullut erittäin hyviä. Ihmiset tuottavat lähes 40 miljardia tonnia hiilidioksidia joka vuosi, lähinnä polttamalla fossiilisia polttoaineita.

Hiilidioksidi pysyy ilmassa vuosisatojen ja vuosituhansien ajan ja se kasvaa ajan myötä. Siitä lähtien kun aloimme hiilen ja öljyn systemaattisen käytön polttoaineena, noin 300 vuotta sitten, hiilidioksidin määrä ilmassa on kasvanut lähes puoleen.

NOAA

Lisättyjen päästöjen lisäksi hiilidioksidipitoisuudet ilmassa nousevat ylös ja alas osana luonnollista hiilisykli, jota ohjaavat ilman, valtamerten ja biosfäärin (elämä maan päällä) vaihdot ja lopulta geologiset prosessit.

Hiilidioksidin luonnolliset muutokset

Hiilidioksidipitoisuudet nousevat ja laskevat joka vuosi hiukan kasvien kasvaessa keväällä ja kesällä ja kuolevat syksyllä ja talvella. Tämän ajoitus kausiluonteinen nousu ja lasku on sidottu pohjoisen pallonpuoliskon vuodenaikoihin, koska suurin osa maan pinnasta on siellä.

Valtamerillä on myös aktiivinen rooli hiilisyklissä, mikä myötävaikuttaa muutaman kuukauden vaihteluihin, jotta muutokset hidastuvat vuosisatojen ajan. Merivesi ottaa hiilidioksidin suoraan vaihtoon ilman ja meriveden välillä. Pienet merikasvit käyttävät hiilidioksidia fotosynteesiin ja monet mikroskooppiset merieliöt käyttävät hiiliyhdisteitä kuorien valmistukseen. Kun nämä meren mikro-organismit kuolevat ja uppoavat merenpohjaan, ne ottavat hiilen mukanaan.

Yhdessä biosfääri (ekosysteemit maalla ja maaperässä) ja valtameret imevät puolet ihmisen päästöistä aiheutuvasta hiilidioksidista, ja tämä hidastaa ilmastonmuutosta. Mutta kun ilmasto muuttuu edelleen ja valtameret lämpenevät edelleen, ei ole selvää, jatkavatko biosfääri ja valtameret niin suuren osan päästöistämme. Veden lämmetessä se kykenee absorboimaan vähemmän hiilidioksidia, ja ilmaston muuttuessa monet ekosysteemit stressittyvät ja kykenevät vähemmän syntetisoimaan hiilidioksidia.

Maan syvä ilmastohistoria

Satojen tuhansien tai miljoonien vuosien ajanjaksossa hiilidioksidipitoisuudet ilmassa ovat vaihdellut suuresti, samoin kuin maailmanlaajuinen ilmasto.

Tämä pitkäaikainen hiilisykli Tähän liittyy itse maan pinnan muodostuminen ja rappeutuminen: tektonisen levyn aktiivisuus, vuoriketjujen muodostuminen ja säänkestäminen, pitkittynyt vulkaaninen aktiviteetti ja uuden merenpohjan syntyminen aktiivisissa merimetsovirheissä.

Suurin osa maankuoreen varastoidusta hiilestä on kalkkikiven muodossa, joka on luotu miljoonia vuotta sitten merenpohjaan uppuneiden meren eliöiden hiilipohjaisista kuorista.

Hiilidioksidia lisätään ilmaan tulivuorien purkautuessa, ja se poistuu ilmasta kivien ja vuoristojen sään ja kulumisen myötä. Nämä prosessit vievät yleensä miljoonia vuosia hiilidioksidin lisäämiseen tai vähentämiseen ilmakehästä.

Nykypäivänä tulivuoret lisäävät vain vähän hiilidioksidia ilmaan, ympärilleen 1% ihmisen toiminnasta tällä hetkellä myötävaikuttaa. Mutta aikaisemmin on ollut aikoja, jolloin tulivuoren aktiivisuus on ollut huomattavasti suurempi ja se on ajautunut ilmaan suuria määriä hiilidioksidia.

Esimerkki on noin 250 miljoonaa vuotta sitten, kun pitkäaikainen vulkaaninen aktiviteetti nosti ilmakehän hiilidioksiditasoja dramaattisesti. Nämä olivat tulivuorenpurkauksia laajassa mittakaavassa - kestäneet noin kaksi miljoonaa vuotta ja aiheuttaen joukkotulemista.

Uudemmassa geologisessa menneisyydessä, viimeisen 50 miljoonan vuoden aikana, hiilidioksidin pitoisuudet ovat yleisesti laskeneet ja ilmasto on jäähtynyt, jonkin verran ylä- ja alamäkiä. Kun hiilidioksidipitoisuudet tulivat riittävän alhaisiksi (noin 300 osaa miljoonaan) välillä kaksi - kolme miljoonaa vuotta sitten, nykyinen jääkausi alkoi, mutta päästöidemme aiheuttama lämpeneminen on suurempi kuin luonnollinen jäähdytyssuuntaus.

Vaikka maapallon ilmasto on muuttunut huomattavasti aiemmin, se tapahtui geologisilla aikatauluilla. Polttamme öljyn ja hiilen hiili edustaa hiilidioksidia, jonka kasvillisuus on ottanut vastaan ​​satoja miljoonia vuosia sitten ja joka on sitten talletettu geologisten prosessien kautta vuosituhansien ajan. Olemme polttaneet merkittävän osan muutaman vuosisadan aikana.

Jos ihmisten hiilidioksidipäästöt kasvavat edelleen tämän vuosisadan ajan, voisimme saavuttaa tason ei ole nähty kymmeniä miljoonia vuosia, kun maapallolla oli paljon lämpimämpi ilmasto, paljon korkeampi merenpinta ja ilman jääpeitteitä.

Author

James Renwick, fysikaalisen maantieteen (ilmastotiede) professori, Te Herenga Waka - Wellingtonin Victoria-yliopisto

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

Ilmastonmuutos: mitä jokainen tarvitsee tietää

kirjoittanut: Joseph Romm
Olennainen alusta siitä, mikä on aikamme keskeinen kysymys, Ilmastonmuutos: mitä jokainen tarvitsee tietää on selkeä silmäys yleiskatsaus lämpenevän planeettamme tieteestä, konflikteista ja seurauksista. Joseph Romm, National Geographicin tieteellinen neuvonantaja Vuodet elää vaarassa sarja ja yksi Rolling Stonein "100-ihmisistä, jotka muuttavat Amerikkaa", Ilmastonmuutos tarjoaa käyttäjäystävällisiä, tieteellisesti tiukkoja vastauksia vaikeimpiin (ja yleisesti politisoituihin) kysymyksiin, joita ilmasto Lonnie Thompson on pitänyt "selkeänä ja nykyisenä vaarana sivilisaatiolle". Saatavana Amazon

Ilmastonmuutos: globaalin lämpenemisen tiede ja energia-tulevaisuuden toinen painos

esittäjä (t): Jason Smerdon
Tämä toinen painos Ilmastonmuutos on helppokäyttöinen ja kattava opas globaalin lämpenemisen takana olevaan tieteeseen. Hienosti kuvitettu teksti on suunnattu opiskelijoille eri tasoilla. Edmond A. Mathez ja Jason E. Smerdon tarjoavat laajan, informatiivisen johdannon tieteestä, jonka taustalla on ymmärrys ilmastojärjestelmästä ja ihmisen toiminnan vaikutuksista planeetamme lämpenemiseen. Mathez ja Smerdon kuvaavat ilmapiirin ja meren rooleja esitellä ilmastoamme, ota käyttöön säteilytasapainon käsite ja selitä aiemmin tapahtuneet ilmastonmuutokset. Niissä kuvataan myös ihmisen toimintaa, joka vaikuttaa ilmastoon, kuten kasvihuonekaasujen ja aerosolien päästöt ja metsäkadot sekä luonnonilmiöiden vaikutukset.  Saatavana Amazon

Ilmastonmuutoksen tiede: käytännön kurssi

Blair Lee, Alina Bachmann
Ilmastonmuutoksen tiede: Hands-On -kurssi käyttää tekstiä ja kahdeksantoista käytännön toimintaa selittää ja opettaa ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen tiedettä, miten ihmiset ovat vastuussa ja mitä voidaan tehdä hidastamaan tai lopettamaan ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen. Tämä kirja on kattava ja kattava opas olennaisesta ympäristökysymyksestä. Tässä kirjassa käsitellyt aiheet ovat: miten molekyylit siirtävät energiaa auringosta ilmakehän lämmittämiseen, kasvihuonekaasut, kasvihuoneilmiö, ilmaston lämpeneminen, teollinen vallankumous, palamisreaktio, palautesilmukat, sään ja ilmaston välinen suhde, ilmastonmuutos, hiilinielut, sukupuutto, hiilijalanjälki, kierrätys ja vaihtoehtoinen energia. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.