CO₂-nivåer och klimatförändringar: Finns det verkligen en kontrovers?

CO₂-nivåer och klimatförändringar: Finns det verkligen en kontrovers? Michal Pech / Unsplash

Förhållandet mellan atmosfäriskt CO2 nivåer och klimatförändringar uppfattas ofta som ett kontroversiellt ämne. Även om det inte finns någon verklig oenighet bland klimatforskare - runt omkring 90% håller helt med om att mänsklig aktivitet är helt klart ansvarig för klimatförändringarna - i USA 2016, knappt 50% av allmänheten kom till samma slutsats. Tillägg till den allmänna förvirringen hävdar mycket aktiva ”förnekare av klimatförändringar” att temperaturen har utvecklats oberoende av CO2 atmosfäriska koncentrationer genom jordens historia, och att därför dagens stigande CO2 nivåer är inte en fråga.

Så fick forskare historien fel? Nej. CO2 har länge bidragit till att kontrollera jordens klimat, och dess stigande koncentration i atmosfären och oceanerna är ett stort hot mot mänskligheten.

Tillsammans med solaktivitet och albedo, växthusgaser är en viktig del av jordens strålningsbudget och utöva en stark kontroll på yttemperaturen. Även om vattenånga är den primära växthusgasen på jorden, CO2 väcker mycket mer uppmärksamhet eftersom det aktivt kan leda till klimatförändringar.

Tyvärr levererar mänsklig aktivitet CO2 till atmosfären i takt 70 gånger större än alla vulkaner på jorden tillsammans. Som ett resultat av atmosfärisk CO2 koncentration (eller pCO2) ökar och jordens yta värms upp i en takt som ingen naturlig faktor kan förklara.

Vi vet att CO2 är en temperaturkontroll och vi kan demonstrera den på olika sätt. En av dem är genom utforskningen av jordens historia.

CO₂-nivåer och klimatförändringar: Finns det verkligen en kontrovers? Nordamerika från lågomloppssatelliten Suomi. NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring

Klimat och temperatur genom geologiska tider

Med hjälp av stenar, fossiler och deras kemiska och fysiska egenskaper har geovetenskapsmän rekonstruerat varma och kalla perioder genom jordens historia. För att visa sambandet mellan klimat, temperatur och pCO2 för miljoner år sedan måste vi rekonstruera var och en av dem oberoende. För att göra det använder vi klimatinspelare som kallas ”proxyer”.


Få det senaste från InnerSelf


Den isotopiska sammansättningen av syreatomer, skriven XNUMX O, mätt i forntida kalkhaltiga skal, är en av dem. Det gör att vi kan rekonstruera tidigare havsvattentemperaturer med en välkänd grad av osäkerhet som beror på analytisk precision och hur parametrar som havsvatten ¹⁸¹⁸O, salthalt och pH påverkar också XNUMX O av skal.

Eftersom geologisk historia påverkar stenar och deras signaler, ju längre vi går tillbaka i tiden, desto större är osäkerheterna. Vi kombinerar därmed olika ombud och formulerar hypoteser som ständigt förbättras med många års forskning. Att etablera sådana rekonstruktioner är en långsam, komplicerad (ibland smärtsam) process men de blir mer och mer tillförlitliga varje år när osäkerheten minskar. Om osäkerheten är för stor förlitar sig tolkningar njugghet: den enklaste modellen måste betraktas som den mest troliga. Det som är viktigt är att forskare vet hur man uppskattar osäkerheter och delar dem.

Sammantaget överensstämmer havsvattentemperaturrekonstruktionerna med geologiska observationer av klimathistoria: stora istiden sammanfaller med lägre global temperatur. I synnerhet indikerar ¹⁸¹⁸O en stabil kyla från 50 miljoner år och framåt, vilket leder till det förindustriella klimatet.

CO₂-nivåer och klimatförändringar: Finns det verkligen en kontrovers? GEOCARB (version III) rekonstruktion av pCO₂ (gul, en punkt var tionde miljon år) och genomsnittlig tropisk havsytemperatur från ¹⁸O av karbonater korrigerade för havsvattens pH-förändringar förutsatt att inga O förändringar för havsvatten (röd) jämfört med geologiskt begränsade kalla perioder (ljus blå) och glaciations (mörkblå). G. Paris efter Royer och Beerling (2004) och Berner och Khotavala (2011), författaren förutsatt

PCO: s historia2

Proxier finns för pCO2 också. Till exempel paleontologer räkna stomata - öppningar genom vilka växter andas, utbyter fukt och tar upp CO2 för fotosyntes - på fossila blad. Ju mer CO2 är rikligt, färre stomata krävs. En faktor som tillför en viss osäkerhet är att växter har färre stomata under torrare klimat och mer under fuktiga.

Fossilblad är sällsynta och atmosfäriska pCO2 data är knappast för forntida perioder av jorden. I avsaknad av (tillräckligt) data hjälper numerisk modellering att förklara data med ett globalt sammanhängande tillvägagångssätt som respekterar de grundläggande fysiska lagarna. En av de mest kända är GEOCARB, en geologisk kolcykelmodell utvecklad för att rekonstruera pCO2 historia av Robert Berner och hans kollegor.

På tidsskalor större än 100,000 XNUMX årpCO2 tillsätts främst från vulkaner och förloras genom två kolpumpar: den biologiska pumpen och karbonatpumpen.

Under fotosyntes upptar växter och alger CO2 att bygga deras organiska material. När de dör, här CO2 kan fångas i sediment. Detta är den biologiska pumpen. Karbonatpumpen är kopplingen mellan förvitring av kontinenter och karbonatbergutfällning. CO2 surgör ytvatten som löser upp berg. Upplösta element tvättas till havet där de används för att bygga kalkhaltigt material som skal eller koraller, som så småningom blir kalkstenar. År efter år lagrar dessa pumpar CO2 bort från atmosfären.

Tidigare kunde vulkaner ha varit mer eller mindre aktiva; kontinenter var på olika platser, vilket påverkade kolpumparna. Berner och kollegor kvantifierade hur den annars kända utvecklingen av dessa parametrar påverkade kolcykeln och därför atmosfärisk pCO2. De visste och visade sin modell osäkerhet. Deras resultat ska presenteras med ett uppskattnings kuvert, inte som ett givet värde.

Tider med högre pCO2 är varma perioder. Omvänt minskar CO-atmosfären2 innehåll utlöste glaciala perioder som i karbon och i modern istid, med eventuellt undantag från Hirnantian (445 miljoner år sedan). Nya modeller föreslår att för denna avlägsna period spelade den tektoniska konfigurationen en specifik roll.

Hur människor snabbt påverkar klimatet

CO₂-nivåer och klimatförändringar: Finns det verkligen en kontrovers? Temperatur- och pCO₂-rekonstruktioner för de senaste 66 My. Temperaturer beräknas med hjälp av XNUMXO för karbonater och representeras utan deras osäkerhet. Rekonstruktionen av pCO₂ är baserad på sju olika ombud i överensstämmelse inom respektive osäkerhet. Beerling och Royer, 2011., författaren förutsatt

Under den tidsperiod som började vid den tidpunkt då dinosaurierna försvann (en relativt nyligen 66 My ago) kan geologer lita på många temperaturer och CO2 proxyer utöver δ¹⁸O eller fossila blad. Ju närmare vi kommer vår tid, desto fler proxyer finns och desto färre är osäkerheterna tills vi kan ansluta geologiska och iskärndata som stöder varandra.

tektonik modifierade oceancirkulationen och ledde till byggandet av bergskedjor som Himalaya. Båda faktorerna påverkade kolpumparna och påtvingad pCO2 till minskning, som visas av ombud och i överensstämmelse med GEOCARB-trenderna. Denna minskning av pCO2 ledde till den observerade kylningen och körde jorden till den nuvarande glacial-interglaciala växlingen.

Vi kan bestämma från iskärnor och proxyer som pCO2 har svängt mellan 200 och 350 ppm i 2.6 miljoner år och att det plötsligt ökade från 280 till 410 ppm mellan 1850 och 2018. pCO2 är på väg mot nivåer som saknar motstycke i 5, eller till och med 30 miljoner år, när jorden var mycket varmare än idag och inga atlantiska iskappar var närvarande. Rekonstruktioner av temperatur och pCO2 kan ge oss en inblick i vad som ligger framför oss om vi inte bromsar CO2 utsläpp.

På lång tid skalor, när pCO2 ökar, uppvärmningen stimulerar kolpumparna, vilket hjälper pCO2 att minska. Denna negativa feedback kan fungera som en geologisk termostat. Tyvärr är det det för långsam att reagera tillräckligt snabbt för att kompensera för våra snabba utsläpp. På tidsskalan för ett decennium förvärrar uppvärmningen CO2 släpp till atmosfären. När temperaturen ökar värmer hav och släpper upplöst CO2 till atmosfären. Under 2.6 miljoner år har glaciala och interglaciala cykler tvingats av jordens kretslopp fluktuationer och CO2 var bara en intern positiv feedback. I dag antropogent CO2 leder och förstärker den pågående uppvärmningen.

CO₂-nivåer och klimatförändringar: Finns det verkligen en kontrovers? Geologisk termostat för kolcykel. + Betyder att parametrarna stimuleras av en ökning av faktorn som finns före pilen. - betyder att parametern är dämpad. Exempelvis minskar kolpumpar atmosfärisk COXNUMX medan vulkaniska ingångar ökar den. Pierre-Henri Blard och Guillaume Paris

Som ett resultat av pCO2 öka, har den genomsnittliga yttemperaturen redan ökat med nästan 1 ° C mellan 1901 och 2012. Jordens yta har varit mycket varmare än idag tidigare och den kommer så småningom att svalna. Konsekvenserna av de kortsiktiga förändringarna är dock katastrofal. Förutom högre yttemperaturer, extrema väderhändelser, försurning av havet, issmältning och havsnivå stiger på väg att avsevärt störa vårt dagliga liv och skada ekosystemen runt oss.

Jordvetenskap hjälper oss att förstå vår planets förflutna. Vi kan inte kontrollera jordens omloppsbana, tektonik eller oceancirkulation men vi kan kontrollera våra växthusgasutsläpp. Framtiden är för oss alla att bygga.Avlyssningen

Om författaren

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

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

Klimatförändring: Vad alla behöver veta

av Joseph Romm
0190866101Den väsentliga grunden för vad som kommer att bli den avgörande frågan om vår tid, Klimatförändring: Vad alla behöver veta är en tydlig överblick över vetenskapens, konflikterna och konsekvenserna av vår uppvärmningsplan. Från Joseph Romm, chefvetenskapliga rådgivare för National Geographic's År av Living Dangerously serier och en av Rolling Stone's "100-personer som förändrar Amerika" Klimatförändringar erbjuder användarvänliga, vetenskapligt stränga svar på de svåraste (och oftast politiserade) frågorna kring vilken klimatolog Lonnie Thompson har ansett "en klar och nuvarande fara för civilisationen". Finns på Amazon

Klimatförändring: Vetenskapen om global värme och vår energi Framtidens andra utgåvan Edition

av Jason Smerdon
0231172834Denna andra upplagan av Klimatförändringar är en tillgänglig och omfattande guide till vetenskapen bakom global uppvärmning. Exklusivt illustrerad, texten riktas mot studenter på olika nivåer. Edmond A. Mathez och Jason E. Smerdon ger en bred, informativ introduktion till vetenskapen som ligger till grund för vår förståelse av klimatsystemet och effekterna av mänsklig aktivitet på uppvärmningen av vår planet.Mathez och Smerdon beskriver rollerna som atmosfären och havet spela i vårt klimat, introducera begreppet strålningsbalans och förklara klimatförändringar som inträffade tidigare. De beskriver också de mänskliga aktiviteter som påverkar klimatet, som växthusgas och aerosolutsläpp och avskogning samt effekterna av naturfenomen. Finns på Amazon

Vetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs

av Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XVetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs använder text och arton hands-on-aktiviteter att förklara och undervisa vetenskapen om global uppvärmning och klimatförändringar, hur människor är ansvariga och vad som kan göras för att sakta eller stoppa graden av global uppvärmning och klimatförändringar. Denna bok är en komplett, omfattande guide till ett viktigt miljöämne. Ämnen som omfattas av denna bok är: hur molekyler överför energi från solen för att värma atmosfären, växthusgaser, växthuseffekten, den globala uppvärmningen, den industriella revolutionen, förbränningsreaktionen, återkopplingsslingorna, förhållandet mellan väder och klimat, klimatförändringar, kolsänkor, utrotning, kolavtryck, återvinning och alternativ energi. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}

Stöd ett bra jobb!

FRÅN REDAKTORERNA

InnerSelf-nyhetsbrev: oktober 25, 2020
by InnerSelf Staff
"Slogan" eller underrubrik för InnerSelf-webbplatsen är "New Attitudes --- New Möjligheter", och det är exakt temat i veckans nyhetsbrev. Syftet med våra artiklar och författare är att ...
InnerSelf-nyhetsbrev: oktober 18, 2020
by InnerSelf Staff
Dessa dagar lever vi i minibubblor ... i våra egna hem, på jobbet och offentligt, och möjligen i vårt eget sinne och med våra egna känslor. Att leva i en bubbla eller känna att vi är ...
InnerSelf-nyhetsbrev: oktober 11, 2020
by InnerSelf Staff
Livet är en resa och, som de flesta resor, kommer med sina upp-och nedgångar. Och precis som dagen alltid följer natten, så går våra personliga dagliga upplevelser från mörkt till ljus och fram och tillbaka. Dock,…
InnerSelf-nyhetsbrev: oktober 4, 2020
by InnerSelf Staff
Oavsett vad vi går igenom, både individuellt och kollektivt, måste vi komma ihåg att vi inte är hjälplösa offer. Vi kan återta vår makt att rista vår egen väg och läka våra liv, andligt ...
InnerSelf Nyhetsbrev: September 27, 2020
by InnerSelf Staff
En av mänsklighetens stora styrka är vår förmåga att vara flexibel, vara kreativ och tänka utanför lådan. Att vara någon annan än vi var igår eller dagen innan. Vi kan ändra ... ...