Hvordan mennesker afsporede Jordens klima på bare 160 år

Hvordan mennesker afsporede Jordens klima på bare 160 år Udnyttelse af fossile brændstoffer udsender CO₂, som er den vigtigste årsag til den globale opvarmning. Zbynek Burival / Unsplash, CC BY

Klimaændringer er måske det mest presserende emne i vores tid, både politisk og med hensyn til liv på Jorden. Der er stigende opmærksomhed på, at det globale klima er et anliggende til offentlig handling.

I 11,500 år er atmosfærisk kuldioxid (CO2) koncentrationer svævede omkring 280 ppm (den præindustrielle “normale”) med en gennemsnitlig overfladetemperatur omkring 15 ° C. Siden den industrielle revolution er dette niveau steget kontinuerligt og nået 410 ppm i 2018. Geovidenskaben med deres fokus på tidsskalaer op til milliarder af år er unikt udstyret til at gøre ekstremt klart, hvor pludseligt industrisamfund har ændret sig og ændrer Jordens klima.

Klima, drivhusgasser og CO2

Den vigtigste motor i Jordens klima er solen. Vores stjerne leverer en gennemsnitlig overfladekraft på 342 W / m2 pr. år (omtrent det med en hårtørrer for hver kvadratmeter af planeten). Jorden absorberer ca. 70% af dette og reflekterer resten. Hvis dette var den eneste klimamekanisme, ville gennemsnitstemperaturen være -15 ° C (under frysepunktet for vand, 0 ° C). Livet ville sandsynligvis være umuligt. Heldigvis udsendes en del af den absorberede energi som infrarød stråling, som i modsætning til synligt lys interagerer med drivhusgasserne (GHG'er), der findes i atmosfæren for at udstråle varme tilbage mod Jordoverfladen. Denne drivhuseffekt opretholder i øjeblikket vores gennemsnitstemperatur omkring 15 ° C.

De primære drivhusgasser er vanddamp og det meget diskuterede CO2. Kuldioxid bidrager med op til 30% af den samlede drivhuseffekt, vanddamp giver ca. 70%. CO2har dog den samlede opvarmningskraft, som vanddamp ikke gør. Vanddamp i atmosfæren har en meget kort opholdstid (fra timer til dage), og dens koncentration kan kun stige, hvis temperaturen stiger. CO2 holder sig i atmosfæren i 100 år, og dens koncentration kontrolleres ikke udelukkende af temperaturen. CO2 er således i stand til udløse opvarmning: hvis CO2 koncentration stiger, gennemsnitstemperaturen, uanset dens egen tendens, vil stige.

Carbon synker

Det er således afgørende at forstå, hvordan atmosfærisk CO2 er reguleret. Over geologiske tidsforløb (100,000 + år) er vulkangasser den primære kilde til CO2, i gennemsnit 0.4 milliarder tons CO2 pr. år (0.4 GtCO2/ Y). Men CO2 ikke bare uendelig ophobes i atmosfæren. Det flyder ind og ud takket være andre miljøprocesser og opbevares i reservoirer, der kaldes kulstofdræn.

Havet indeholder for det ene 50 gange mere kulstof end atmosfæren. CO2 opløst i havet kan let frigøres mod atmosfæren, mens kun geologiske dræn holder CO2 væk fra atmosfæren på geologiske tidsplaner.

Hvordan mennesker afsporede Jordens klima på bare 160 år Forenklet geologisk kulstofcyklus. Vaskene (sorte) viser sedimentationen af ​​organisk stof og koblingen af ​​karbonat med ændringssyntesen. De er imod (grå) kilder: vulkaner i mere end 4 milliarder år og termoindustrielle menneskelige aktiviteter i 150 år. G. Paris

Den første geologiske vask er sedimentært organisk stof. Levende organismer indeholder organisk kulstof, der er bygget af atmosfærisk CO2 ved fotosyntese, og døde organismer sendes ofte til bunden af ​​havet, søer og sumpe. Enorme mængder af organisk kulstof akkumuleres således over tid i marine og kontinentale sedimenter, hvoraf nogle til sidst omdannes til fossile brændstoffer (olie, gas og kul).

Kalkholdige klipper er den anden geologiske kulstofvaske. Klipper som granitter eller basalter er forvitret ved overfladevand, vask af calcium og bikarbonationer væk til havet. Marine organismer bruger disse til at bygge hårde dele lavet af calciumcarbonat. Når deponeret i bunden af ​​havet, sekvenseres calciumcarbonat til sidst som kalksten.

Afhængig af estimaterne indeholder disse to dræn samlet 50,000 til 100,000 gange mere kulstof end den nuværende atmosfære.

Jordens atmosfære over tid

Mængden af ​​CO2 i Jordens atmosfære har varieret meget. Årtier af forskning giver os mulighed for at tegne hovedlinjerne i historien, der begynder efter Jorden var fuldt dannet 4.4 milliarder år siden.

Jordens tidlig atmosfære var ekstremt rig på CO2 (op til 10,000 gange moderne niveauer), mens ilt (O2) var knap. I løbet af det arkæiske (3.8 til 2.5 milliarder år siden) blomstrede livet først, de første kontinenter byggede op. Vejret begyndte at trække CO2 ud af atmosfæren. Udviklingen af ​​fotosyntese bidrog til fald i atmosfærisk CO2, mens du løfter O2 niveauer i løbet af Store iltgenerationfor ca. 2.3 milliarder år siden. CO2 koncentrationen faldt til "kun" 20 til 100 gange det præindustrielle niveau, aldrig for at vende tilbage til koncentrationen af ​​Jordens tidligste år.

To milliarder år senere ændrede kulstofcyklussen. Mod den sene Devonian-early Carboniferous (for ca. 350 millioner år siden), CO2 koncentrationen var omkring 1,000 ppm. Pattedyr eksisterede ikke. Karplanter, der var i stand til at syntetisere lignin, optrådte under Devonian og spredte sig. lignin er et molekyle, der er modstandsdygtigt over for mikrobiel nedbrydning, der gjorde det muligt for massive organiske kulstoflagre at opbygge sig som kul over millioner af år. Kombineret med forvitring af Hercynian-området (hvis rester findes i det franske Massif Central eller Appalachians i USA) trak organisk kulstofbegravelse atmosfærisk CO2 ned til niveauer svarende til (eller lavere end) i dag og genereret en store istid mellem 320 og 280 millioner år siden.

Hvordan mennesker afsporede Jordens klima på bare 160 år Udbrud af vulkanen Bromo på øen Java (2011). På en geologisk tidsskala spiller vulkaner en rolle i CO₂-cyklussen. Marc Szeglat / Unsplash

Ved afslutningen af ​​Jurassic (145 millioner år siden) var pendelen imidlertid svingt. Dinosaurer hersker over jorden, pattedyr udviklede sig, tektonisk aktivitet steg og Pangea (det sidste superkontinent) flået fra hinanden. CO2 øget til 500 til 2,000 ppm, og forblev på høje niveauer og opretholdt et varmt drivhusklima i 100 millioner år.

Fra 55 millioner år afkøles Jorden som CO2 er faldet, især efter Himalaya-løftet og en efterfølgende stigning i vejrforhold og organisk kulstofsedimentering. Evolution fortsætter med, at hominider vises 7 millioner år siden. Ved 2.6 millioner år trådte Jorden ind i en ny tilstand, der var kendetegnet ved en skifte af is- og mellemglaciale perioder i et regelmæssigt tempo ledet af Jordens orbitalparametre og forstærket af den kortere kulstofcyklus. CO2 nåede sit præindustrielle niveau 11,500 år siden, da Jorden trådte ind i den seneste interglacial fase.

En ny historie: Den industrielle revolution

Indtil det 19th århundrede var historien om atmosfærisk kulstof og Jordens klima en historie om geologi, biologi og evolution. Historien ændrede sig kraftigt efter den industrielle revolution, da moderne mennesker (Homo sapiens), der sandsynligvis dukkede op 300,000 år siden, begyndte at udvinde og brænde fossile brændstoffer i massiv skala.

Ved 1950 tilføjer CO2 til atmosfæren gennem forbrænding af fossilt brændstof var allerede gennemprøvetVia isotopisk signatur af CO2 molekyler (kendt som "Suess" -effekt). I slutningen af ​​1970'erne observerede klimaforskere a hurtig drift mod varmere samlede temperaturer. IPCC, oprettet i 1988, viste i 2012, at gennemsnitstemperaturen var steget med 0.9 ° C siden 1901. Denne ændring kan virke beskeden i forhold til den sidste nedbrydning, hvor gennemsnitstemperaturen steg med ca. 6 ° C i 7,000 år, men den er mindst 10 gange hurtigere.

Den gennemsnitlige temperatur klatrer fortsat, og naturlige parametre som solaktivitet eller vulkanisme kan ikke forklare en sådan hurtig opvarmning. Årsagen er utvetydigt menneskelig tilføjelse af drivhusgasser til atmosfæren, og lande med høj indkomst afgiver mest CO2 pr. indbygger.

Hvordan vil vores historie ende?

Industrisamfund brændte omkring 25% af jordens fossile brændstoffer inden for 160 år og vendte brat en naturlig flux, der lagrede kulstof væk fra atmosfæren. Denne nye menneskeskabte flux er i stedet tilføje 28 Gt CO₂ pr. År, 50 gange mere end vulkaner. Naturlig geologisk sekvestrering kan ikke kompensere og atmosfærisk CO2 fortsætter med at stige.

konsekvenser er nært forestående, talrige og dystre: ekstreme vejrbegivenheder, stigning i havniveau, gletscher tilbagetog, forsuring af havet, forstyrrelser i økosystemet og udryddelser. Jorden selv har overlevet andre katastrofer. Selvom den nuværende opvarmning overgår mange arts muligheder for at tilpasse sig, vil livet fortsætte. Det er ikke planeten, der står på spil. I stedet er det menneskets samfunds fremtid og bevarelsen af ​​de nuværende økosystemer.

Mens jordvidenskaberne ikke kan levere løsninger til at tænke over de nødvendige ændringer i vores opførsel og forbrug af fossile brændstoffer, kan og skal de bidrage til viden og kollektiv bevidsthed om den aktuelle globale opvarmning.

Om forfatteren

Guillaume Paris, Géochimiste, chargé de recherche CNRS au Centre de recherches pétrographiques og géochimiques de Nancy, Université de Lorraine og Pierre-Henri Blard, Géochronologue et paléoclimatologue, chargé de recherches CNRS - Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (Nancy) og Laboratoire de glaciologie (Bruxelles), Université de Lorraine

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

Klimaændringer: Hvad alle har brug for at vide

af Joseph Romm
0190866101Den væsentligste grundmand til, hvad der vil være det afgørende spørgsmål i vores tid, Klimaændringer: Hvad alle har brug for at vide® er et klart øje overblik over videnskaben, konflikterne og implikationerne af vores opvarmende planet. Fra Joseph Romm, Chief Science Advisor for National Geographic's År med at leve farligt -serien og en af ​​Rolling Stone's "100 mennesker, der skifter Amerika," Climate Change tilbyder brugervenlige, videnskabeligt strenge svar på de mest vanskelige (og ofte politiserede) spørgsmål omkring, hvad klimatolog Lonnie Thompson har betragtet som "en klar og nuværende fare for civilisationen." Fås på Amazon

Klimaændringer: Videnskaben om global opvarmning og vores energi fremtid 2. udgave Udgave

af Jason Smerdon
0231172834Denne anden udgave af Climate Change er en tilgængelig og omfattende guide til videnskaben bag global opvarmning. Smukt illustreret er teksten rettet mod studerende på forskellige niveauer. Edmond A. Mathez og Jason E. Smerdon giver en bred, informativ introduktion til videnskaben, der ligger til grund for vores forståelse af klimasystemet og virkningerne af menneskelig aktivitet på opvarmningen af ​​vores planet. Mathez og Smerdon beskriver de roller, som atmosfæren og havet leg i vores klima, introducer begrebet strålingsbalance og forklar klimaændringer, der skete i fortiden. De detaljerer også de menneskelige aktiviteter, der har indflydelse på klimaet, såsom drivhusgas- og aerosolemissioner og afskovning, samt virkningerne af naturfænomener.  Fås på Amazon

Videnskaben om klimaforandringer: et praktisk kursus

af Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XVidenskaben om klimaændringer: Et hands-on-kursus bruger tekst og atten praktiske aktiviteter at forklare og lære videnskaben om global opvarmning og klimaændringer, hvordan mennesker er ansvarlige, og hvad der kan gøres for at bremse eller stoppe frekvensen for global opvarmning og klimaændringer. Denne bog er en komplet, omfattende guide til et væsentligt miljøemne. Emner, der er dækket af denne bog, inkluderer: hvordan molekyler overfører energi fra solen til at varme atmosfæren, drivhusgasser, drivhuseffekten, global opvarmning, den industrielle revolution, forbrændingsreaktionen, feedback-løkker, forholdet mellem vejr og klima, klimaændringer, kulstofdræn, udryddelse, kulstofaftryk, genbrug og alternativ energi. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook ikontwitter-ikonyoutube-ikoninstagram ikonpintrest ikonrss ikon

 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

BEVISER

Blåt vand omgivet af dødt hvidt græs
Kort sporer 30 års ekstrem snesmeltning i hele USA
by Mikayla Mace-Arizona
Et nyt kort over ekstreme snesmeltingshændelser i løbet af de sidste 30 år tydeliggør de processer, der driver hurtig smeltning.
Hvid havis i blåt vand med solnedgangen afspejlet i vandet
Jordens frosne områder krymper 33K kvadratkilometer om året
by Texas A & M University
Jordens kryosfære krymper med 33,000 kvadratkilometer (87,000 kvadratkilometer) om året.
vindmøller
En kontroversiel amerikansk bog fodrer klimafornægtelse i Australien. Dets centrale krav er sandt, men alligevel irrelevant
by Ian Lowe, emeritus professor, School of Science, Griffith University
Mit hjerte sank i sidste uge for at se den konservative australske kommentator Alan Jones forkæmpe en omstridt bog om ...
billede
Reuters 'Hot List of Climate Scientists er geografisk skæv: hvorfor dette betyder noget
by Nina Hunter, postdoktoral forsker, University of KwaZulu-Natal
Reuters Hot List over "verdens førende klimaforskere" forårsager en brummer i klimaændringssamfundet. Reuters ...
En person holder en skal i hånden i blåt vand
Gamle skaller antyder forbi høje CO2-niveauer kan vende tilbage
by Leslie Lee-Texas A&M
Ved hjælp af to metoder til at analysere små organismer, der findes i sedimentkerner fra den dybe havbund, har forskere anslået ...
billede
Matt Canavan foreslog, at det kolde snap betyder, at global opvarmning ikke er reel. Vi bryder dette og 2 andre klimamyter
by Nerilie Abram, professor; ARC Future Fellow; Chief Investigator for ARC Center of Excellence for Climate Extremes; Vicedirektør for det australske Center for Excellence in Antarctic Science, Australian National University
Senator Matt Canavan sendte mange øjenkugler rullende i går, da han tweetede fotos af snedækkede scener i regionale New South ...
Økosystemvagter giver alarm for havene
by Tim Radford
Havfugle er kendt som økosystemvagter, der advarer om havtab. Efterhånden som antallet falder, kunne ...
Hvorfor havterter er klimakrigere
Hvorfor havterter er klimakrigere
by Zak Smith
Ud over at være et af de sødeste dyr på planeten hjælper havterde med at opretholde en sund, kulstofabsorberende tang ...

SENESTE VIDEOER

Den store klimamigration er begyndt
Den store klimamigration er begyndt
by Super Bruger
Klimakrisen tvinger tusinder over hele verden til at flygte, da deres hjem bliver stadig mere ubeboelige.
Den sidste istid fortæller os, hvorfor vi er nødt til at pleje en 2 ℃ temperaturændring
Den sidste istid fortæller os, hvorfor vi er nødt til at pleje en 2 ℃ temperaturændring
by Alan N Williams et al
Den seneste rapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer (IPCC) siger, at uden et væsentligt fald ...
Jorden har været beboelig i milliarder af år - Præcis hvor heldig fik vi?
Jorden har været beboelig i milliarder af år - Præcis hvor heldig fik vi?
by Toby Tyrrell
Det tog udvikling 3 eller 4 milliarder år at producere Homo sapiens. Hvis klimaet havde svigtet helt en gang i det ...
Hvordan kortlægning af vejret for 12,000 år siden kan hjælpe med at forudsige fremtidige klimaændringer
Hvordan kortlægning af vejret for 12,000 år siden kan hjælpe med at forudsige fremtidige klimaændringer
by Brice Rea
Slutningen af ​​den sidste istid, omkring 12,000 år siden, var præget af en sidste kold fase kaldet de Yngre Dryas ...
Det Kaspiske Hav forventes at falde med 9 meter eller mere i dette århundrede
Det Kaspiske Hav forventes at falde med 9 meter eller mere i dette århundrede
by Frank Wesselingh og Matteo Lattuada
Forestil dig, at du er ved kysten og ser ud til havet. Foran dig ligger 100 meter golde sand, der ligner en…
Venus var endnu en gang jordlignende, men klimaændringer gjorde det ubeboelig
Venus var endnu en gang jordlignende, men klimaændringer gjorde det ubeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lære meget om klimaforandringer fra Venus, vores søsterplanet. Venus har i øjeblikket en overfladetemperatur på ...
Fem klimatroer: Et nedbrudskurs i forkert information om klimaet
De fem klimatro: Et nedbrudskurs i forkert information om klimaet
by John Cook
Denne video er et nedbrudskurs i misinformation om klimaet, der opsummerer de vigtigste argumenter, der bruges til at rejse tvivl om virkeligheden ...
Arktis har ikke været så varm i 3 millioner år, og det betyder store ændringer for planeten
Arktis har ikke været så varm i 3 millioner år, og det betyder store ændringer for planeten
by Julie Brigham-Grette og Steve Petsch
Hvert år krymper havisen i det arktiske hav til et lavt punkt i midten af ​​september. I år måler den kun 1.44 ...

SENESTE ARTIKLER

grøn energi2 3
Fire grønne brintmuligheder for Midtvesten
by Christian Tae
For at afværge en klimakrise bliver Midtvesten ligesom resten af ​​landet nødt til at dekarbonisere sin økonomi fuldt ud ved at...
ug83qrfw
Større barriere for efterspørgselsrespons skal ophøre
by John Moore, On Earth
Hvis føderale tilsynsmyndigheder gør det rigtige, kan elkunder i hele Midtvesten snart være i stand til at tjene penge, mens...
træer at plante til klima2
Plant disse træer for at forbedre bylivet
by Mike Williams-Rice
En ny undersøgelse fastslår levende egetræer og amerikanske plataner som mestre blandt 17 "supertræer", der vil hjælpe med at gøre byer...
nordhavets havbund
Hvorfor vi skal forstå havbundens geologi for at udnytte vindene
by Natasha Barlow, lektor i kvartær miljøændring, University of Leeds
For ethvert land, der er velsignet med nem adgang til det lavvandede og blæsende Nordsø, vil havvind være nøglen til at møde net...
3 lektioner i skovbrande for skovbyer, da Dixie Fire ødelægger historiske Greenville, Californien
3 lektioner i skovbrande for skovbyer, da Dixie Fire ødelægger historiske Greenville, Californien
by Bart Johnson, professor i landskabsarkitektur, University of Oregon
En løbeild, der brænder i varme, tørre bjergskove, fejede gennem Gold Rush -byen Greenville, Californien, den 4. august…
Kina kan opfylde energi- og klimamål, der begrænser kulkraften
Kina kan opfylde energi- og klimamål, der begrænser kulkraften
by Alvin Lin
På Leader's Climate Summit i april lovede Xi Jinping, at Kina "strengt vil kontrollere kulkraft ...
Blåt vand omgivet af dødt hvidt græs
Kort sporer 30 års ekstrem snesmeltning i hele USA
by Mikayla Mace-Arizona
Et nyt kort over ekstreme snesmeltingshændelser i løbet af de sidste 30 år tydeliggør de processer, der driver hurtig smeltning.
Et fly taber rød brandhæmmende til en skovbrand, da brandmænd parkeret langs en vej ser op i den orange himmel
Modellen forudsiger 10-års udbrud af brande, derefter gradvis tilbagegang
by Hannah Hickey-U. Washington
Et kig på den langsigtede fremtid for naturbrande forudsiger en indledende cirka ti år lang eksplosion af naturbrandaktiviteter, ...

 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

Nye holdninger - nye muligheder

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Marked
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf-publikationer. Alle rettigheder forbeholdes.