Shutterstock

У Земли было несколько периодов высоких уровней углекислого газа в атмосфере и высоких температур за последние несколько миллионов лет. Можете ли вы объяснить, что послужило причиной этих периодов, учитывая, что в те времена не было сжигания ископаемого топлива или других источников выбросов углекислого газа, созданных человеком?

Сжигание ископаемого топлива или растительности - это один из способов выброса углекислого газа в воздух - и это то, в чем мы очень хорошо разбираемся. Люди генерируют почти 40 миллиардов тонн углекислого газа каждый год, в основном за счет сжигания ископаемого топлива.

Углекислый газ остается в воздухе от столетий до тысячелетий и это накапливается со временем. С тех пор как мы начали систематическое использование угля и нефти в качестве топлива, около 300 лет назад, количество углекислого газа в воздухе выросло почти вдвое.

НОАА

Помимо выбросов, которые мы добавляем, концентрации углекислого газа в воздухе увеличиваются и уменьшаются как часть естественного Углеродный циклдвижимый обменом между воздухом, океанами и биосферой (жизнью на земле) и, в конечном счете, геологическими процессами.

Естественные изменения в углекислом газе

Каждый год концентрации углекислого газа растут и падают немного, поскольку растения растут весной и летом и отмирают осенью и зимой. Время этого сезонный взлет и падение привязан к сезонам северного полушария, так как большая часть поверхности земли на Земле находится там.

Океаны также играют активную роль в круговороте углерода, способствуя изменениям в течение нескольких месяцев, чтобы замедлить сдвиги в течение веков. Вода океана поглощает углекислый газ непосредственно в обмен между воздухом и морской водой, Крошечные морские растения используют углекислый газ для фотосинтеза, а многие микроскопические морские организмы используют углеродные соединения для изготовления раковин. Когда эти морские микроорганизмы умирают и опускаются на морское дно, они забирают с собой углерод.

В совокупности биосфера (экосистемы на суше и в почве) и океаны поглощают около половина всего двуокиси углеродаи это замедляет темпы изменения климата. Но так как климат продолжает меняться и океаны продолжают нагреваться, неясно, будут ли биосфера и океаны продолжать поглощать такую ​​большую долю наших выбросов. Поскольку вода нагревается, она становится менее способной поглощать углекислый газ, а по мере изменения климата многие экосистемы испытывают стресс и становятся менее способными к фотосинтезу углекислого газа.

Глубокая климатическая история Земли

В масштабе времени от сотен тысяч до миллионов лет концентрации углекислого газа в воздухе сильно варьировались, как и глобальный климат.

Эта долгосрочный углеродный цикл включает в себя формирование и разрушение самой поверхности Земли: активность тектонических плит, накопление и выветривание горных цепей, продолжительная вулканическая активность и появление нового морского дна при активных разломах в середине океана.

Большая часть углерода, хранящегося в земной коре, находится в форме известняка, созданного из углеродных оболочек морских организмов, которые затонули на дне океана миллионы лет назад.

Углекислый газ добавляется в воздух при извержении вулканов и выводится из воздуха, когда скалы и горные хребты выветриваются и изнашиваются. Эти процессы обычно занимают миллионы лет, чтобы добавить или вычесть углекислый газ из атмосферы.

В настоящее время вулканы добавляют в воздух лишь немного углекислого газа, вокруг 1% того, что человеческая деятельность в настоящее время способствует, Но в прошлом были времена, когда вулканическая активность была значительно выше и выбрасывала большое количество углекислого газа в воздух.

Пример - около 250 миллионов лет назад, когда продолжительная вулканическая активность резко подняла атмосферный уровень углекислого газа. Это были извержения вулканов в огромных масштабах - продолжавшиеся около двух миллионов лет и вызывая массовое вымирание.

В более недавнем геологическом прошлом, за последние 50 миллионов лет, уровни углекислого газа в целом постепенно снижались, а климат охлаждался, с некоторыми взлетами и падениями. Как только концентрации диоксида углерода стали достаточно низкими (около 300 частей на миллион) между двумя и тремя миллионами лет назад, начался текущий цикл ледникового периода, но потепление, которое вызывают наши выбросы, больше, чем тенденция естественного охлаждения.

В то время как климат Земли значительно изменился в прошлом, это произошло в геологических масштабах времени. Углерод в нефти и угле, который мы сжигаем, представляет собой углекислый газ, поглощаемый растительностью сотни миллионов лет назад, а затем депонируемый в результате геологических процессов в течение тысячелетий. Мы сожгли значительную часть в течение нескольких веков.

Если выбросы углекислого газа в течение этого столетия продолжат увеличиваться, мы можем достичь не видели в течение десятков миллионов лет, когда Земля имела гораздо более теплый климат с гораздо более высоким уровнем моря и отсутствием ледниковых щитов.

Об авторе

Джеймс Ренвик, профессор физической географии (наука о климате), Te Herenga Waka - Университет Виктории в Веллингтоне

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Изменение климата: что нужно знать каждому

Джозеф Ромм
Основной учебник о том, что будет определяющим вопросом нашего времени, Изменение климата: всем нужно знать® Это ясный обзор науки, конфликтов и последствий нашей потепления планеты. От Джозефа Ромма, главного научного советника National Geographic Годы опасной жизни серия и один из Rolling Stone "100 люди, которые меняют Америку" Изменение климата предлагает удобные для пользователя, строгие с научной точки зрения ответы на самые сложные (и обычно политизированные) вопросы, связанные с тем, что климатолог Лонни Томпсон посчитал «явной и существующей опасностью для цивилизации». Доступно на Amazon

Изменение климата: наука о глобальном потеплении и будущее нашей энергии, второе издание

Джейсон Смердон
Это второе издание Изменение климата является доступным и всеобъемлющим руководством по науке о глобальном потеплении. Изящно проиллюстрированный, текст ориентирован на студентов на разных уровнях. Эдмонд А. Матез и Джейсон Э. Смердон дают широкое, информативное введение в науку, которая лежит в основе нашего понимания климатической системы и влияния человеческой деятельности на потепление нашей планеты. Матез и Смердон описывают роли, которые атмосфера и океан играть в нашем климате, представить концепцию радиационного баланса и объяснить климатические изменения, которые произошли в прошлом. В них также подробно описываются виды деятельности человека, которые влияют на климат, такие как выбросы парниковых газов и аэрозолей и вырубка лесов, а также последствия природных явлений.  Доступно на Amazon

Наука об изменении климата: практический курс

Блэр Ли, Алина Бахманн
Наука об изменении климата: практический курс использует текст и восемнадцать практических заданий объяснить и научить науке о глобальном потеплении и изменении климата, о том, как люди несут ответственность, и что можно сделать, чтобы замедлить или остановить скорость глобального потепления и изменения климата. Эта книга является полным, всеобъемлющим руководством по важной экологической теме. Предметы, рассматриваемые в этой книге, включают: как молекулы передают энергию от солнца для нагревания атмосферы, парниковые газы, парниковый эффект, глобальное потепление, промышленная революция, реакция горения, петли обратной связи, связь между погодой и климатом, изменение климата, поглотители углерода, вымирание, углеродный след, переработка и альтернативная энергетика. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете воспользоваться этой ссылкой использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.