Shutterstock

Jorden havde adskillige perioder med høje kuldioxidniveauer i atmosfæren og høje temperaturer i de sidste flere millioner år. Kan du forklare, hvad der forårsagede disse perioder, i betragtning af at der ikke var nogen forbrænding af fossile brændstoffer eller andre kilder til menneskeskabt frigivelse af kuldioxid i disse tider?

Forbrænding af fossile brændstoffer eller vegetation er en måde at sætte kuldioxid på i luften - og det er noget, vi er blevet meget god til. Mennesker genererer næsten 40 milliarder ton kuldioxid hvert år, mest ved at brænde fossile brændstoffer.

Kuldioxid forbliver i luften i århundreder til årtusinder og det bygger sig op over tid. Siden vi begyndte den systematiske brug af kul og olie til brændstof, for omkring 300 år siden, er mængden af ​​kuldioxid i luften steget med næsten halvdelen.

NOAA

Bortset fra de emissioner, vi tilføjer, går kuldioxidkoncentrationer i luften op og ned som en del af det naturlige carboncyklus, drevet af udvekslinger mellem luften, havene og biosfæren (liv på jorden) og i sidste ende af geologiske processer.

Naturlige ændringer i kuldioxid

Hvert år stiger og falder kulstofdioxidkoncentrationerne lidt efterhånden som planter vokser om foråret og sommeren og dør ud om efteråret og vinteren. Tidspunktet for dette sæsonbestemte stigning og fald er bundet til årstider på den nordlige halvkugle, da det meste af jordoverfladen på Jorden er der.

Havene spiller også en aktiv rolle i kulstofcyklussen og bidrager til variationer over et par måneder til langsomme skift gennem århundreder. Havvand optager kuldioxid direkte i en udveksling mellem luft og havvand. Små marine planter bruger kuldioxid til fotosyntesen, og mange mikroskopiske marine organismer bruger kulstofforbindelser til at fremstille skaller. Når disse marine mikroorganismer dør og synker ned til havbunden, tager de kulstof med sig.

Samlet absorberer biosfæren (økosystemer på land og i jord) og oceanerne ca. halvdelen af ​​alt af mennesker udsendt kuldioxid, og dette bremser klimaforandringerne. Men når klimaet fortsætter med at ændre sig, og oceanerne opvarmes yderligere, er det ikke klart, om biosfæren og oceanerne fortsat vil absorbere en så stor del af vores emissioner. Når vandet varmer, er det mindre i stand til at absorbere kuldioxid, og når klimaændringerne bliver mange økosystemer, bliver de stressede og er mindre i stand til at fotosynteser kuldioxid.

Jordens dybe klimahistorie

På tidsskalaer fra hundreder af tusinder til millioner af år har kuldioxidkoncentrationer i luften varieret enormt, og det samme har det globale klima.

Denne langvarig kulstofcyklus involverer dannelse og nedbrydning af selve jordoverfladen: tektonisk pladeaktivitet, opbygning og forvitring af bjergkæder, langvarig vulkansk aktivitet og fremkomsten af ​​nyt havbund ved aktive midthavsfejl.

Det meste af kulstof, der er opbevaret i jordskorpen, er i form af kalksten, skabt af kulstofbaserede skaller fra marine organismer, der sank til havbunden for millioner af år siden.

Kuldioxid tilsættes luften, når vulkaner bryder ud, og det tages ud af luften, når klipper og bjergkæder vejr og går ned. Disse processer tager typisk millioner af år at tilføje eller trække kuldioxid ud fra atmosfæren.

I dag tilføjer vulkaner kun lidt kuldioxid til luften omkring 1% af, hvad menneskelig aktivitet i øjeblikket bidrager med. Men der har været tidspunkter i fortiden, hvor den vulkaniske aktivitet har været langt større og har sprøjt store mængder kuldioxid ud i luften.

Et eksempel er for omkring 250 millioner år siden, da forlænget vulkansk aktivitet hævede atmosfærisk kuldioxidniveauer dramatisk. Dette var vulkanudbrud i stort omfang - der varede i omkring to millioner år og forårsager en masseudryddelse.

I den nyere geologiske fortid, de sidste 50 millioner år, er kuldioxidniveauerne gradvist faldende og klimaet er blevet afkølet med nogle op- og nedture. Da først kuldioxidkoncentrationerne blev lave nok (ca. 300 dele pr. Million) mellem to og tre millioner år siden, begyndte den nuværende istidcyklus, men opvarmningen, som vores emissioner forårsager, er større end den naturlige kølingstrend.

Mens Jordens klima har ændret sig markant i fortiden, skete det på geologiske tidsskalaer. Kulstofet i den olie og kul, vi brænder, repræsenterer kuldioxid optaget af vegetation for hundreder af millioner af år siden og derefter deponeret gennem geologiske processer i årtusinder. Vi har brændt en betydelig andel inden for få århundreder.

Hvis menneskelige emissioner af kuldioxid fortsætter med at stige gennem dette århundrede, kunne vi nå niveauer ikke set i titusinder af år, da Jorden havde et meget varmere klima med meget højere havniveau og ingen isark.

Om forfatteren

James Renwick, professor, fysisk geografi (klimavidenskab), Te Herenga Waka - Victoria University of Wellington

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
Den 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
Denne 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
Videnskaben 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, , 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.