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 δ¹⁸O, gemeet in antieke kalkagtige skulpe, is een daarvan. Dit stel ons in staat om die seestemperature van die verlede te rekonstrueer met 'n bekende mate van onsekerheid wat afhang van die analitiese akkuraatheid en hoe parameters soos seewater ¹⁸¹⁸O, soutgehalte en pH beïnvloed ook die δ¹⁸O 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.
In die algemeen stem die seestemperatuurrekonstruksies ooreen met die geologiese waarnemings van die klimaatgeskiedenis: groot ystydperke val saam met die laer globale temperatuur. In die besonder dui ¹⁸¹⁸O op 'n bestendige koel vanaf 50 miljoen jaar en verder, wat tot die pre-industriële klimaat lei.
GEOCARB (weergawe III) rekonstruksie van pCO₂ (geel, een punt elke 10 miljoen jaar) en gemiddelde tropiese seevlak-temperatuur vanaf ¹⁸¹⁸O karbonate gekorrigeer vir pH-veranderinge in seewater, met die veronderstelling dat geen ¹⁸¹⁸O veranderinge vir seewater (rooi) vergeleke met geologies beperkte koue periodes (lig blou) en gletsers (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
Rekonstruksies vir temperatuur en pCO₂ vir die laaste 66 My. Temperatuur word bereken deur die δO van karbonate te gebruik en word sonder hul onsekerheid voorgestel. Die pCO₂-rekonstruksie is gebaseer op sewe verskillende gevolmagtigdes wat ooreenstem met 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 benewens δ O of fossielblare. Hoe nader ons aan ons era kom, hoe meer gevolgtrekkings is daar, hoe minder is die onsekerhede, 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.
Geologiese termostaat vir koolstofsiklus. Die + beteken dat die parameters gestimuleer word deur 'n toename in die faktor voor die pyltjie. Die - beteken dat die parameter verswak is. Koolstofpompe verminder byvoorbeeld atmosferiese CO₂ 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.
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
Jy is hier: Tuis > Sosiale en politieke > omgewing > klimaat > Bewyse van verhitting > CO₂-vlakke en klimaatsverandering: is daar regtig 'n kontroversie?