Уровни CO₂ и изменение климата: действительно ли существует противоречие?

Уровни CO₂ и изменение климата: действительно ли существует противоречие? Михал Печ / Unsplash

Связь между атмосферным СО2 уровни и изменение климата часто воспринимаются как спорный вопрос. Пока среди ученых-климатологов нет реальных разногласий - вокруг 90% полностью согласен с тем, что деятельность человека несет ответственность за изменение климата - в Соединенных Штатах в 2016 году едва 50% широкой публики пришли к такому же выводу. В дополнение к общей путанице, высокоактивные «отрицатели изменения климата» утверждают, что температура развивалась независимо от СО2 атмосферные концентрации через историю Земли, и, следовательно, сегодняшнее повышение СО2 уровни не проблема.

Так что, ученые ошиблись? № CO2 долгое время способствовал контролю климата Земли, и его растущая концентрация в атмосфере и океанах представляет собой серьезную угрозу для человечества.

Вместе с солнечная активность и альбедопарниковые газы являются ключевой частью Земли радиационный бюджет и осуществлять строгий контроль над температурой поверхности. Хотя водяной пар является основным парниковым газом на Земле, СО2 привлекает гораздо больше внимания, потому что это может активно привести к изменению климата.

К сожалению, человеческая деятельность доставляет СО2 в атмосферу со скоростью 70 раз больше чем все вулканы на Земле вместе взятые. В результате атмосферный СО2 концентрация (или рСО2) увеличивается, и поверхность Земли нагревается такими темпами, которые не может объяснить ни один природный фактор.

Мы знаем, что СО2 это контроль температуры, и мы можем продемонстрировать это различными способами. Одним из них является исследование истории Земли.

Уровни CO₂ и изменение климата: действительно ли существует противоречие? Северная Америка с низкоорбитального спутника Суоми. НАСА / NOAA / GSFC / АЭС Суоми / VIIRS / Норман Куринг

Климат и температура в геологические времена

Используя камни, окаменелости и их химические и физические свойства, геологи воссоздали периоды тепла и холода на протяжении всей истории Земли. Чтобы продемонстрировать связь между климатом, температурой и рСО2 миллионы лет назад мы должны реконструировать каждый из них независимо. Для этого мы используем климатические регистраторы, называемые «прокси».


Получите последние новости от InnerSelf


Изотопный состав атомов кислорода, записанный δ¹⁸Oизмеряется в древних известковых раковин, является одним из них. Это позволяет нам реконструировать прошлые температуры морской воды с хорошо известной степенью неопределенности, которая зависит от аналитической точности и того, как такие параметры, как морская вода δ¹⁸O, соленость и pH также влияют на δ¹⁸O снарядов.

Поскольку геологическая история влияет на камни и их сигналы, чем дальше мы возвращаемся во времени, тем больше неопределенности. Таким образом, мы комбинируем различные прокси и формулируем гипотезы, которые постоянно совершенствуются с годами исследований. Создание таких реконструкций является медленным, сложным (иногда болезненным) процессом, но они становятся все более и более надежными с каждым годом по мере уменьшения неопределенности. Если неопределенности слишком велики, интерпретации полагаются на скупость: самая простая модель должна считаться самой вероятной. Важно то, что ученые знают, как оценивать неопределенности и делиться ими.

В целом восстановление температуры морской воды согласуется с геологическими наблюдениями за климатической историей: большие ледниковые периоды совпадают с более низкой глобальной температурой. В частности, δ¹⁸O указывают на устойчивый охлаждения начиная с 50 миллионов лет, что привело к доиндустриальному климату.

Уровни CO₂ и изменение климата: действительно ли существует противоречие? GEOCARB (версия III) реконструкция pCO₂ (желтый, одна точка каждые 10 миллионов лет) и средней температуры поверхности тропического моря по δ O карбонатов с поправкой на изменения pH морской воды при условии отсутствия изменений δ¹⁸O для морской воды (красный) по сравнению с геологически ограниченными холодными периодами (светлый синий) и оледенения (темно-синий). Г. Пэрис после Ройера и Берлинга (2004) и Бернера и Хотавала (2011), Автор условии

История рСО2

Прокси существуют для pCO2 также. Например, палеонтологи считать устьицапроемы через которые растения дышат, обмениваются влагой и поглощают СО2 для фотосинтеза - на ископаемых листьях. Чем больше СО2 в изобилии, то меньше устьиц необходимы. Одним из факторов, который добавляет некоторую степень неопределенности, является то, что у растений меньше устьиц при более сухом климате и больше во влажных.

Ископаемые листья редкие и атмосферные рСО2 данных мало для древних периодов Земли. В отсутствие (достаточных) данных численное моделирование помогает объяснить данные глобально согласованным подходом, который учитывает фундаментальные законы физики. Один из самых известных GEOCARBмодель геологического углеродного цикла, разработанная для реконструкции pCO2 история Роберт Бернер и его коллеги.

В сроки более 100,000 XNUMX лет, рСО2 в основном добавляется из вулканов и теряется через два угольных насоса: биологический насос и карбонатный насос.

Во время фотосинтеза растения и водоросли поглощают СО2 построить свое органическое вещество. Когда они умирают, это CO2 может попасть в осадок. Это биологический насос. Карбонатный насос - это связь между выветриванием континентов и выпадением карбонатных пород. Колорадо2 окисляет поверхностные воды, которые растворяют горные породы. Растворенные элементы вымываются в океан, где они используются для создания известковых материалов, таких как раковины или кораллы, которые в конечном итоге становятся известняками. Год за годом эти насосы хранят СО2 подальше от атмосферы.

В прошлом вулканы могли быть более или менее активными; континенты были в разных местах, что повлияло на карбоновые насосы. Бернер и его коллеги количественно оценили, как иначе известная эволюция этих параметров повлияла на углеродный цикл и, следовательно, атмосферный pCO2, Они знали и демонстрировали свою модель неопределенности. Их результаты должны быть представлены в конверте оценки, а не в виде заданного значения.

Времена более высокого рСО2 теплые периоды. И наоборот, снижение атмосферного СО2 содержание вызвало ледниковые периоды, такие как каменноугольный и современный ледниковый период, с возможным исключением гирнантианского (445 миллионов лет назад). Последние модели Предполагают, что для этого отдаленного периода тектоническая конфигурация играла определенную роль.

Как люди быстро влияют на климат

Уровни CO₂ и изменение климата: действительно ли существует противоречие? Температура и pCO₂ реконструкций за последние 66 млн. Лет. Температуры рассчитываются с использованием δ¹⁸O карбонатов и представлены без их неопределенности. Реконструкция pCO₂ основана на семи различных прокси в соответствии с их неопределенностью. Берлинг и Ройер, 2011., Автор условии

В течение периода времени, начинающегося с того момента, когда динозавры вымерли (сравнительно недавно, 66 млн. Лет назад), геологи могут полагаться на многие температуры и СО2 прокси в дополнение к δ¹⁸O или ископаемым листьям. Чем ближе мы приближаемся к нашей эре, тем больше будет прокси и меньше неопределенностей, пока мы не сможем связать геологические данные и данные о ледяном керне, которые поддерживают друг друга.

Тектоника изменила океаническую циркуляцию и привела к строительству горных хребтов, подобных Гималаям. Оба фактора повлияли на угольные насосы и принудительный pCO2 в снижение, как показывают прокси и в соответствии с тенденциями GEOCARB. Это снижение рСО2 привело к наблюдаемому похолоданию и подтолкнуло Землю к нынешнему ледниково-межледниковому чередованию.

По ледяным ядрам и прокси мы можем определить, что pCO2 колеблется между 200 и 350 частями на миллион в течение 2.6 миллионов лет и что он внезапно увеличился с 280 до 410 частей на миллион в период между 1850 и 2018 годами.2 движется к беспрецедентным уровням в течение 5 или даже 30 миллионов лет, когда Земля была намного теплее, чем сегодня, и никаких атлантических ледяных шапок не было. Реконструкция температуры и рСО2 может дать нам представление о том, что нас ожидает, если мы не замедлим CO2 выбросы.

На длительных временных масштабах, когда рСО2 увеличивается, потепление стимулирует угольные насосы, тем самым помогая pCO2 уменьшать. Эта отрицательная обратная связь может действовать как геологический термостат. К сожалению это слишком медленно реагировать достаточно быстро, чтобы компенсировать наши быстрые выбросы. В течение десятилетия потепление усугубляет СО2 выпуск в атмосферу. Когда температура повышается, океаны прогреваются и выделяют растворенный СО2 в атмосферу. В течение 2.6 миллионов лет орбита Земли заставляла ледниковые и межледниковые циклы колебания и СО2 был только внутренний положительный отзыв. Сегодня антропогенный СО2 ведет и усиливает продолжающееся потепление.

Уровни CO₂ и изменение климата: действительно ли существует противоречие? Углеродный цикл геологический термостат. + Означает, что параметры стимулируются увеличением коэффициента, расположенного перед стрелкой. - означает, что параметр ослаблен. Например, угольные насосы уменьшают атмосферный CO₂, а вулканические выбросы увеличивают его. Пьер-Анри Блар и Гийом Пэрис

В результате рСО2 средняя температура поверхности уже увеличилась на почти 1 ° C между 1901 и 2012 годами. Поверхность Земли в прошлом была намного теплее, чем сегодня, и в конечном итоге она остынет. Тем не менее, последствия краткосрочных изменений гибельный, В дополнение к более высоким поверхностным температурам экстремальные погодные явления, подкисление океана, таяние льда и повышение уровня моря вот-вот значительно нарушат нашу повседневную жизнь и нанесут вред экосистемам вокруг нас.

Наука о Земле помогает нам понять прошлое нашей планеты. Мы не можем контролировать орбиту Земли, тектонику или океаническую циркуляцию, но мы можем контролировать выбросы парниковых газов. Будущее для всех нас, чтобы строить.Беседа

Об авторе

Гийом Пэрис, Géochimiste, Временный поверенный в делах CNRS в Центре исследований в области петрографии и геохимии в Нанси, Университет Лотарингии и Пьер-Анри Блар, Геохронолог и палеоклиматолог, ответственный за исследования CNRS - Центр исследований петрогеологии и геохимии (Нанси) и Лаборатории гляциологии (Брюссель), Университет Лотарингии

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

Книги по этой теме

Изменение климата: что нужно знать каждому

Джозеф Ромм
0190866101Основной 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
0231172834Это 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
194747300XНаука 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 пройдите по этой ссылке использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

Три шага для пересмотра наших планетарных историй
Три шага для пересмотра наших планетарных историй
by Элизабет Э. Мичам, доктор философии

ОТ РЕДАКТОРОВ

Почему Дональд Трамп может быть самым большим неудачником в истории
by Роберт Дженнингс, InnerSelf.com
Обновлено 2 июля 20020 г. - Вся эта пандемия коронавируса стоит целое состояние, может быть, 2, 3 или 4 состояния, неизвестного размера. Ах да, и сотни тысяч, а может и миллионов людей умрут ...
Голубые глаза против коричневых глаз: как учат расизму
by Мари Т. Рассел, Внутренний
В этом эпизоде ​​Oprah Show 1992 года отмеченная наградами активистка и пропагандист антирасизма Джейн Эллиотт преподала аудитории сложный урок о расизме, демонстрируя, насколько легко выучить предрассудки.
Изменения придут ...
by Мари Т. Рассел, Внутренний
(30 мая 2020 г.) Когда я смотрю новости о событиях в Филадельфии и других городах страны, мое сердце болит от того, что происходит. Я знаю, что это часть больших перемен, которые происходят ...
Песня может поднять сердце и душу
by Мари Т. Рассел, Внутренний
У меня есть несколько способов, с помощью которых я могу избавиться от темноты, когда обнаружу, что она закралась. Один из них - садоводство или времяпровождение на природе. Другое молчание. Еще один способ чтения. И тот, который ...
Талисман для пандемии и тематической песни для социального разделения и изоляции
by Мари Т. Рассел, Внутренний
Недавно я натолкнулся на песню и, слушая тексты песен, подумал, что это будет идеальная песня как «тематическая песня» для времен социальной изоляции. (Тексты под видео.)