Hvordan mennesker avsporet jordens klima på bare 160 år

Hvordan mennesker avsporet jordens klima på bare 160 år Utnyttelse av fossilt brensel avgir CO₂, den viktigste årsaken til den globale oppvarmingen. Zbynek Burival / Unsplash, CC BY

Klimaendringene kan være det mest presserende problemet av vår dag, både politisk og i forhold til livet på jorden. Det er økende bevissthet om at det globale klimaet er et spørsmål for offentlig handling.

For 11,500 år, atmosfærisk karbondioksid (CO2) konsentrasjoner svevet rundt 280 ppm (den førindustrielle “normale”), med en gjennomsnittlig overflatetemperatur rundt 15 ° C. Siden den industrielle revolusjonen har dette nivået steget kontinuerlig og nådd 410 ppm i 2018. Geofag, med fokus på tidsperioder opp til milliarder av år, er unikt utstyrt for å gjøre ekstremt tydelig hvor brått industrielle samfunn har endret seg og endrer jordas klima.

Klima, klimagasser og CO2

Hovedmotoren i jordas klima er solen. Stjernen vår leverer en gjennomsnittlig overflatekraft på 342 W / m2 per år (omtrent det som en hårføner for hver kvadratmeter av planeten). Jorden absorberer omtrent 70% av dette og reflekterer resten. Hvis dette var den eneste klimamekanismen, ville gjennomsnittstemperaturen være -15 ° C (under frysepunktet for vann, 0 ° C). Livet vil sannsynligvis være umulig. Heldigvis blir noe av den absorberte energien sendt ut igjen som infrarød stråling, som i motsetning til synlig lys samvirker med drivhusgassene (GHG) som finnes i atmosfæren for å utstråle varme tilbake mot jordoverflaten. Denne drivhuseffekten opprettholder for tiden vår gjennomsnittstemperatur rundt 15 ° C.

De primære drivhusgassene er vanndamp og den mye debatterte CO2. Karbondioksid bidrar til opptil 30% av den totale drivhuseffekten, vanndamp gir omtrent 70%. CO2har imidlertid generell varmekraft som vanndamp ikke gjør. Vanndamp i atmosfæren har en veldig kort oppholdstid (fra timer til dager), og konsentrasjonen kan bare øke hvis temperaturen øker. CO2 lingers i atmosfæren for 100 år og konsentrasjonen er ikke bare kontrollert av temperatur. CO2 er dermed i stand til utløse oppvarming: hvis CO2 konsentrasjonen øker, vil gjennomsnittstemperaturen, uavhengig av sin egen trend, øke.

Kullsyre

Det er derfor viktig å forstå hvordan atmosfærisk CO2 er regulert. Over geologiske tidsrammer (100,000 + år) er vulkanske gasser den primære kilden til CO2, i gjennomsnitt 0.4 milliarder tonn CO2 per år (0.4 GtCO2/ Y). Men CO2 akkumuleres ikke uendelig i atmosfæren. Den strømmer inn og ut takket være andre miljøprosesser, og lagres i reservoarer kjent som karbonvasker.

Havet, for en, inneholder 50 ganger mer karbon enn atmosfæren. Men CO2 Oppløst i havet kan lett slippes ut mot atmosfæren, mens bare geologiske vasker holder CO2 vekk fra atmosfæren på geologiske tidsskalaer.

Hvordan mennesker avsporet jordens klima på bare 160 år Forenklet geologisk karbonsyklus. Vaskene (svarte) viser sedimentering av organisk materiale og koblingen av karbonat med endringssyntese. De er imot (grå) kilder: vulkaner i mer enn 4 milliarder år og termoindustriell menneskelig virksomhet i 150 år. G. Paris

Det første geologiske vasken er sedimentært organisk materiale. Levende organismer inneholder organisk karbon bygget fra atmosfærisk CO2 gjennom fotosyntese, og døde organismer sendes ofte til bunnen av havet, innsjøene og sumpene. Store mengder organisk karbon akkumuleres dermed over tid i marine og kontinentale sedimenter, hvorav noen til slutt forvandles til fossile brensler (olje, gass og kull).

Kalcareous bergarter er den andre geologiske karbonvask. Stener som granitt eller basalter er forvitret ved overflatevann, vask kalsium- og bikarbonationer bort til havet. Marine organismer bruker disse til å bygge harde deler laget av kalsiumkarbonat. Når det legges ned på bunnen av havet, blir kalsiumkarbonat etterhvert sekvestert som kalkstein.

Avhengig av estimatene, inneholder disse to vasker kombinert 50,000 til 100,000 ganger mer karbon enn dagens atmosfære.

Jordens atmosfære over tid

Mengden CO2 i jordas atmosfære har variert mye. Tiår med forskning lar oss tegne hovedlinjene i historien som begynner etter at Jorden var fullstendig dannet 4.4 milliarder år siden.

jordens tidlig atmosfære var ekstremt rik på CO2 (opptil 10,000 ganger moderne nivåer), mens oksygen (O2) var knappe. Under Arkean (3.8 til 2.5 milliard år siden) blomstret livet først, de første kontinentene ble bygget opp. Forvitring begynte å trekke CO2 ut av atmosfæren. Utviklingen av fotosyntese bidro til å redusere atmosfærisk CO2, mens du løfter O2 nivåer under Great Oxygenation Event, om 2.3 milliarder år siden. CO2 konsentrasjonen falt til “bare” 20 til 100 ganger det preindustrielle nivået, for aldri å vende tilbake til konsentrasjonen av jordas tidligste eoner.

To milliarder år senere endret karbonsyklusen. Mot den sena Devonian-early Carboniferous (omtrent 350 millioner år siden), CO2 konsentrasjonen var rundt 1,000 ppm. Pattedyr eksisterte ikke. Karplanter som var i stand til å syntetisere lignin dukket opp under Devonian og spredte seg. lignin er et molekyl som er motstandsdyktig mot mikrobiell nedbrytning som gjorde det mulig for massive organiske karbonlagre å bygge seg opp som kull over millioner av år. Kombinert med forvitring av Hercynian-området (restene kan finnes i Frankrikes Massif Central eller Appalachians i USA), trakk organisk karbonbegravelse atmosfærisk CO2 ned til nivåer som ligner på (eller lavere enn) dagens og genererte en stor istid mellom 320 og 280 for millioner år siden.

Hvordan mennesker avsporet jordens klima på bare 160 år Utbrudd av vulkanen Bromo på øya Java (2011). På en geologisk tidsskala spiller vulkaner en rolle i CO₂-syklusen. Marc Szeglat / Unsplash

Ved slutten av Jura (145 millioner år siden), hadde pendelen svingt. Dinosaurer regjerte jorden, pattedyr utviklet seg, tektonisk aktivitet økt og Pangea (det siste superkontinentet) revet i stykker. CO2 økt, til 500 til 2,000 ppm, og holdt seg på høye nivåer, opprettholde et varmt klimaklimat for 100 millioner år.

Fra 55 millioner år, kjølet jorden som CO2 redusert, spesielt etter Himalayan oppløftning og en etterfølgende økning i forvitring og organisk karbon sedimentering. Evolusjonen fortsetter med hominider som vises 7 millioner år siden. Ved 2.6 millioner år gikk Jorden inn i en ny tilstand preget av en veksling av is- og mellomglassperioder med jevnlig tempo ledet av Jordens orbitalparametere og forsterket av kortsiktig karbonsyklus. CO2 nådde sitt preindustrielle nivå 11,500 år siden da Jorden gikk inn i det siste interglaciale stadiet.

En ny historie: Den industrielle revolusjonen

Fram til det 19th århundre var historien om atmosfærisk karbon og jordens klima en historie om geologi, biologi og evolusjon. Historien endret seg kraftig etter den industrielle revolusjonen, da moderne mennesker (Homo sapiens), som trolig dukket opp 300,000 år siden, begynte å utvinne og brenne fossilt brensel i massiv skala.

Ved 1950 er tilsetningen av CO2 til atmosfæren gjennom fossilt brensel var allerede utprøvd, via karbon isotopisk signatur av CO2 molekyler (kjent som “Suess” -effekt). Ved slutten av 1970-årene observerte klimaforskere a rask drift mot varmere generelle temperaturer. IPCC, opprettet i 1988, viste i 2012 at gjennomsnittstemperaturen hadde økt med 0.9 ° C siden 1901. Den endringen kan virke beskjeden i forhold til den siste nedbrytningen, da gjennomsnittstemperaturen økte med omtrent 6 ° C i 7,000 år, men den er minst 10 ganger raskere.

Gjennomsnittstemperaturen fortsetter å klatre, og naturlige parametere som solaktivitet eller vulkanisme kan ikke forklare en så rask oppvarming. Årsaken er utvetydig menneskelig tilsetning av drivhusgasser til atmosfæren, og høyinntektsland avgir mest CO2 per innbygger.

Hvordan vil vår historie ende?

Industrisamfunn brente omtrent 25% av jordas fossile brensel i løpet av 160 år og vendte brått en naturlig fluks som lagret karbon vekk fra atmosfæren. Denne nye menneskeskapte fluksen er i stedet legge 28 Gt CO₂ per år, 50 ganger mer enn vulkaner. Naturlig geologisk sekvestrasjon kan ikke kompensere og atmosfærisk CO2 fortsetter å stige.

De konsekvenser er nært forestående, tallrike og dystre: ekstreme værhendelser, økning i havnivået, isbre-retrett, forsuring av havet, forstyrrelser i økosystemet og utryddelser. Jorden selv har overlevd andre katastrofer. Selv om den nåværende oppvarmingen vil overgå mange artsers evne til å tilpasse seg, vil livet fortsette. Det er ikke planeten som står på spill. I stedet er det fremtiden for menneskersamfunn og bevaring av nåværende økosystemer.

Mens jordvitenskapen ikke kan gi løsninger for å tenke på de nødvendige endringene i vår oppførsel og forbruk av fossile brensler, kan og kan de bidra til kunnskap og kollektiv bevissthet om dagens globale oppvarming.

Om forfatteren

Guillaume Paris, Géochimiste, chargé de recherche CNRS au Centre de recherches pétrographiques et 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 artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Klimaendring: Hva alle trenger å vite

av Joseph Romm
0190866101Den grunnleggende grunnen til hva som vil være det definerende spørsmålet om vår tid, Klimaendring: Hva alle trenger å vite® er en tydelig oversikt over vitenskapen, konfliktene og konsekvensene av vår oppvarmingsplanet. Fra Joseph Romm, Chief Science Advisor for National Geographic's Livsår Farlig serier og en av Rolling Stones "100-folk som forandrer Amerika" Klima forandringer tilbyr brukervennlige, vitenskapelig strenge svar på de vanskeligste (og ofte politiserte) spørsmålene om hvilken klimatolog Lonnie Thompson har ansett "en klar og nåværende fare for sivilisasjonen.". Tilgjengelig på Amazon

Klimaendring: Vitenskapen om global oppvarming og vår energi Fremtidens andre utgave Utgave

av Jason Smerdon
0231172834Denne andre utgaven av Klima forandringer er en tilgjengelig og omfattende guide til vitenskapen bak global oppvarming. Utmerket illustrert, er teksten rettet mot studenter på en rekke nivåer. Edmond A. Mathez og Jason E. Smerdon gir en bred og informativ introduksjon til vitenskapen som ligger til grund for vår forståelse av klimasystemet og virkningen av menneskelig aktivitet på oppvarmingen av vår planet.Mathez og Smerdon beskriver rollene som atmosfæren og havet spille i vårt klima, introdusere begrepet strålingsbalanse, og forklare klimaendringer som skjedde tidligere. De beskriver også menneskelige aktiviteter som påvirker klimaet, som drivhusgass og aerosolutslipp og avskoging, samt effektene av naturfenomener.  Tilgjengelig på Amazon

Vitenskapen om klimaendring: En hands-on kurs

av Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XVitenskapen om klimaendring: En hands-on-kurs bruker tekst og atten hands-on aktiviteter å forklare og lære vitenskapen om global oppvarming og klimaendringer, hvordan mennesker er ansvarlige, og hva som kan gjøres for å bremse eller stoppe graden av global oppvarming og klimaendringer. Denne boken er en komplett, omfattende guide til et viktig miljøemne. Emner som er omtalt i denne boken inkluderer: hvordan molekyler overfører energi fra solen til å varme atmosfæren, drivhusgassene, drivhuseffekten, global oppvarming, den industrielle revolusjonen, forbrenningsreaksjonen, tilbakemeldingsløpene, forholdet mellom vær og klima, klimaendringer, karbon vasker, utryddelse, karbonavtrykk, resirkulering og alternativ energi. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook icontwitter ikonetyoutube-ikonetinstagram ikonpintrest-ikonetrss ikon

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

BEVIS

Blått vann omgitt av dødt hvitt gress
Kart viser 30 års ekstrem snøsmelting i USA
by Mikayla Mace-Arizona
Et nytt kart over ekstreme snøsmeltingshendelser de siste 30 årene tydeliggjør prosessene som driver rask smelting.
Hvit havis i blått vann med solnedgangen reflektert i vannet
Jordens frosne områder krymper 33K kvadratkilometer i året
by Texas A & M University
Jordens kryosfære krymper med 33,000 87,000 kvadratkilometer (XNUMX XNUMX kvadratkilometer) per år.
vindturbiner
En kontroversiell amerikansk bok gir klimafornektelse i Australia. Dens sentrale påstand er sant, men likevel irrelevant
by Ian Lowe, emeritusprofessor, School of Science, Griffith University
Hjertet mitt sank forrige uke for å se den konservative australske kommentatoren Alan Jones kjempe for en omstridt bok om ...
bilde
Reuters 'hete liste over klimaforskere er geografisk skjev: hvorfor dette betyr noe
by Nina Hunter, postdoktoral forsker, University of KwaZulu-Natal
Reuters hete liste over "verdens fremste klimaforskere" forårsaker en sus i klimaendringssamfunnet. Reuters ...
En person holder et skall i hånden i blått vann
Gamle skjell antyder at høye CO2-nivåer kan komme tilbake
by Leslie Lee-Texas A&M
Ved å bruke to metoder for å analysere små organismer som finnes i sedimentkjerner fra den dype havbunnen, har forskere anslått ...
bilde
Matt Canavan foreslo at det kalde øyeblikket betyr at global oppvarming ikke er ekte. Vi ødelegger denne og 2 andre klimamyter
by Nerilie Abram, professor; ARC Future Fellow; Sjef etterforsker for ARC Center of Excellence for Climate Extremes; Visedirektør for Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, Australian National University
Senator Matt Canavan sendte mange øyeepler rullende i går da han tvitret bilder av snødekte scener i regionale New South ...
Økosystemvakter gir alarm for havene
by Tim Radford
Sjøfugler er kjent som økosystemvakter, og advarer om tap av hav. Når antallet faller, kunne rikdommen til ...
Hvorfor havotter er klimakrigere
Hvorfor havotter er klimakrigere
by Zak Smith
I tillegg til å være et av de søteste dyrene på planeten, hjelper havterter med å opprettholde sunn, karbonabsorberende tang ...

SENESTE VIDEOER

Den store klimamigrasjonen har begynt
Den store klimamigrasjonen har begynt
by super~~POS=TRUNC
Klimakrisen tvinger tusenvis over hele verden til å flykte ettersom deres hjem blir stadig ubeboelig.
Den siste istiden forteller oss hvorfor vi trenger å bry oss om en 2 ℃ temperaturendring
Den siste istiden forteller oss hvorfor vi trenger å bry oss om en 2 ℃ temperaturendring
by Alan N Williams, et al
Den siste rapporten fra klimapanelet (IPCC) uttaler at uten vesentlig reduksjon ...
Jorden har vært beboelig i milliarder av år - nøyaktig hvor heldige vi fikk?
Jorden har vært beboelig i milliarder av år - nøyaktig hvor heldige vi fikk?
by Toby Tyrrell
Det tok evolusjon 3 eller 4 milliarder år å produsere Homo sapiens. Hvis klimaet hadde sviktet helt en gang i det ...
Hvordan kartlegging av været 12,000 XNUMX år siden kan bidra til å forutsi fremtidige klimaendringer
Hvordan kartlegging av været 12,000 XNUMX år siden kan bidra til å forutsi fremtidige klimaendringer
by Brice Rea
Slutten av den siste istiden, for rundt 12,000 år siden, var preget av en siste kald fase kalt Younger Dryas ...
Det kaspiske hav vil falle med 9 meter eller mer i løpet av dette århundret
Det kaspiske hav vil falle med 9 meter eller mer i løpet av dette århundret
by Frank Wesselingh og Matteo Lattuada
Tenk deg at du er på kysten og ser ut mot havet. Foran deg ligger 100 meter karrig sand som ser ut som en ...
Venus var nok en gang jordlignende, men klimaendringene gjorde det ubeboelig
Venus var nok en gang jordlignende, men klimaendringene gjorde det ubeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lære mye om klimaendringer fra Venus, vår søsterplanet. Venus har for øyeblikket en overflatetemperatur på ...
Fem klimatroer: Et kollisjonskurs i feil informasjon om klima
The Five Climate Disbeliefs: A Crash Course in Climate Desinformation
by John Cook
Denne videoen er et kollisjonskurs i misinformasjon om klimaet, og oppsummerer de viktigste argumentene som brukes til å tvile på virkeligheten ...
Arktis har ikke vært så varmt i 3 millioner år, og det betyr store endringer for planeten
Arktis har ikke vært så varmt i 3 millioner år, og det betyr store endringer for planeten
by Julie Brigham-Grette og Steve Petsch
Hvert år krymper havisen i Polhavet til et lavt punkt i midten av september. I år måler den bare 1.44 ...

SISTE ARTIKLER

grønn energi2 3
Fire grønne hydrogenmuligheter for Midtvesten
by Christian Tae
For å avverge en klimakrise, må Midtvesten, som resten av landet, fullstendig dekarbonisere økonomien ved å …
ug83qrfw
Stor barriere for å kreve respons må opphøre
by John Moore, On Earth
Hvis føderale regulatorer gjør det rette, kan strømkunder over hele Midtvesten snart kunne tjene penger mens ...
trær å plante for klima2
Plant disse trærne for å forbedre bylivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastslår levende eik og amerikanske plataner som mestere blant 17 "supertrær" som vil bidra til å gjøre byer...
havbunnen i nord
Hvorfor vi må forstå havbunnsgeologi for å utnytte vindene
by Natasha Barlow, førsteamanuensis i kvartær miljøendring, University of Leeds
For ethvert land som er velsignet med enkel tilgang til det grunne og vindfulle Nordsjøen, vil havvind være nøkkelen til å møte nett...
3 brannleksjoner for skogbyer da Dixie Fire ødelegger historiske Greenville, California
3 brannleksjoner for skogbyer da Dixie Fire ødelegger historiske Greenville, California
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
Et brann som brenner i varm, tørr fjellskog feide gjennom Gold Rush -byen Greenville, California, 4. august,…
Kina kan møte energi- og klimamål som begrenser kullkraften
Kina kan møte energi- og klimamål som begrenser kullkraften
by Alvin Lin
På Leader's Climate Summit i april lovet Xi Jinping at Kina strengt vil kontrollere kullkraft ...
Blått vann omgitt av dødt hvitt gress
Kart viser 30 års ekstrem snøsmelting i USA
by Mikayla Mace-Arizona
Et nytt kart over ekstreme snøsmeltingshendelser de siste 30 årene tydeliggjør prosessene som driver rask smelting.
Et fly slipper rød brannhemmende over på en skogbrann mens brannmenn parkert langs en vei ser opp i den oransje himmelen
Modellen spår 10-års brannskudd, deretter gradvis tilbakegang
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den langsiktige fremtiden for skogsbranner forutsier en innledende omtrent tiår lang brannaktivitet,…

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Nye holdninger - Nye muligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasjoner. Alle rettigheter reservert.