Shutterstock
Jorden hade flera perioder med höga koldioxidnivåer i atmosfären och höga temperaturer under de senaste miljoner åren. Kan du förklara vad som orsakade dessa perioder med tanke på att det inte fanns någon förbränning av fossila bränslen eller andra källor till mänsklig skapad koldioxidutsläpp under dessa tider?
Att bränna fossila bränslen eller vegetation är ett sätt att släppa koldioxid i luften - och det är något vi har blivit väldigt bra på. Människor genererar nästan 40 miljarder ton koldioxid varje år, mestadels genom att bränna fossila bränslen.
Koldioxid förblir i luften i århundraden till årtusenden och det byggs upp över tiden. Sedan vi började den systematiska användningen av kol och olja för bränsle, för cirka 300 år sedan, har mängden koldioxid i luften ökat med nästan hälften.
NOAA
Förutom de utsläpp vi lägger till, går koldioxidkoncentrationerna i luften upp och ner som en del av det naturliga kolets kretslopp, drivs av utbyten mellan luften, oceanerna och biosfären (liv på jorden) och slutligen av geologiska processer.
Naturliga förändringar i koldioxid
Varje år stiger och faller koldioxidkoncentrationerna lite när växter växer på våren och sommaren och dör av under hösten och vintern. Tidpunkten för detta säsongsuppgång och fall är bunden till säsonger på norra halvklotet, eftersom det mesta av landytan på jorden finns där.
Haven spelar också en aktiv roll i koldioxidcykeln och bidrar till variationer under några månader till långsamma skift under århundraden. Havsvatten tar upp koldioxid direkt i ett utbyte mellan luften och havsvattnet. Små marina växter använder koldioxid för fotosyntes och många mikroskopiska marina organismer använder koldioxidföreningar för att göra skal. När dessa marina mikroorganismer dör och sjunker till havsbotten tar de kolet med sig.
Sammantaget absorberar biosfären (ekosystem på land och i jord) och haven hälften av all koldioxid som avges av människoroch detta saktar ner klimatförändringarna. Men när klimatet fortsätter att förändras och haven värms upp ytterligare är det inte klart om biosfären och haven fortsätter att ta upp en så stor andel av våra utsläpp. När vattnet värms upp är det mindre i stånd att ta upp koldioxid, och eftersom klimatet förändras blir många ekosystem stressade och är mindre kapabla att fotosyntesa koldioxid.
Jordens djupa klimathistoria
På tidsskalor från hundratusentals till miljoner år har koldioxidkoncentrationerna i luften varierat enormt, och det globala klimatet har också.
Denna långsiktig kolcykel innebär att jordens yta bildas och förfaller: tektonisk plattaaktivitet, uppbyggnad och väderbildning av bergskedjor, långvarig vulkanisk aktivitet och uppkomsten av ny havsbotten vid aktiva fel i Mellanhavet.
Det mesta av kolet som lagras i jordskorpan är i form av kalksten, skapat av kolbaserade skal från marina organismer som sjönk till havsbotten för miljontals år sedan.
Koldioxid tillsätts i luften när vulkanerna bryter ut, och den tas ut ur luften när stenar och bergskedjor väder och sliter. Dessa processer tar vanligtvis miljoner år att lägga till eller subtrahera koldioxid från atmosfären.
I dag tillför vulkaner bara lite koldioxid i luften runt omkring 1% av den mänskliga aktiviteten bidrar för närvarande. Men det har varit tider i det förflutna där den vulkaniska aktiviteten har varit mycket större och har spottat stora mängder koldioxid i luften.
Ett exempel är ungefär 250 miljoner år sedan, då långvarig vulkanaktivitet ökade atmosfäriska koldioxidnivåer dramatiskt. Det var vulkanutbrott i stor skala - som varade i cirka två miljoner år och orsakar en massutrotning.
Under det nyare geologiska förflutet, de senaste 50 miljoner åren, har koldioxidnivåerna gradvis sjunkit totalt och klimatet har svalnat, med några upp- och nedgångar. När koldioxidkoncentrationerna blev tillräckligt låga (cirka 300 delar per miljon) mellan två och tre miljoner år sedan, började den nuvarande istidcykeln, men uppvärmningen som våra utsläpp orsakar är större än den naturliga kyltrenden.
Medan jordens klimat har förändrats avsevärt tidigare, hände det på geologiska tidsskalor. Kolet i oljan och kolet vi bränner representerar koldioxid som tas upp av vegetation för hundratals miljoner år sedan och sedan deponerades genom geologiska processer under årtusenden. Vi har bränt en betydande andel inom några århundraden.
Om mänskliga utsläpp av koldioxid fortsätter att öka under detta århundrade skulle vi kunna nå nivåer inte sett på tiotals miljoner år, när jorden hade ett mycket varmare klimat med mycket högre havsnivåer och inga islager.
Om författaren
James Renwick, professor, fysisk geografi (klimatvetenskap), Te Herenga Waka - Victoria University of Wellington
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
relaterade böcker
Klimatförändring: Vad alla behöver veta
av Joseph Romm
Den 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" Klimatförändring 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
Denna andra upplagan av Klimatförändring 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
Vetenskapen 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.
