العلاقة بين الغلاف الجوي CO2 غالبًا ما يُنظر إلى المستويات وتغير المناخ كموضوع مثير للجدل. في حين لا يوجد خلاف حقيقي بين علماء المناخ - حولها 90% أتفق تمامًا على أن النشاط البشري مسؤول بوضوح عن تغير المناخ - بالكاد في الولايات المتحدة في عام 2016 50 ٪ من الجمهور العام جاء إلى نفس النتيجة. إضافة إلى الارتباك العام ، يزعم "منكرو تغير المناخ" النشطين للغاية أن درجة الحرارة تطورت بشكل مستقل عن ثاني أكسيد الكربون2 تركيزات الغلاف الجوي من خلال تاريخ الأرض ، وبالتالي فإن ارتفاع CO اليوم2 المستويات ليست مشكلة.
فهل أخطأ العلماء القصة؟ رقم CO2 ساهم منذ فترة طويلة في السيطرة على مناخ الأرض ، وتركيزه المتزايد في الغلاف الجوي والمحيطات يشكل تهديدا رئيسيا للبشرية.
معا مع النشاط الشمسي و البياض، غازات الدفيئة هي جزء رئيسي من الأرض ميزانية إشعاعية وممارسة سيطرة قوية على درجة حرارة السطح. على الرغم من أن بخار الماء هو غاز الدفيئة الرئيسي على الأرض ، CO2 يلفت الانتباه أكثر بكثير لأنه يمكن أن يؤدي بنشاط تغير المناخ.
لسوء الحظ ، النشاط البشري يسلم CO2 في الغلاف الجوي بمعدل مرات 70 أكبر من جميع البراكين على الأرض مجتمعة. نتيجة لذلك ، CO الغلاف الجوي2 تركيز (أو pCO2يزيد ويزيد سطح الأرض بوتيرة لا يفسرها أي عامل طبيعي.
نحن نعلم أن CO2 هو التحكم في درجة الحرارة ويمكننا أن نثبت ذلك بطرق مختلفة. واحد منهم من خلال استكشاف تاريخ الأرض.
أمريكا الشمالية من القمر الصناعي سومي منخفض المدار. NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring
المناخ ودرجة الحرارة خلال الأوقات الجيولوجية
باستخدام الصخور والحفريات وخصائصها الكيميائية والفيزيائية ، أعاد علماء الجيولوجيا إعادة بناء الفترات الدافئة والباردة على مدار تاريخ الأرض. لإظهار الصلة بين المناخ ودرجة الحرارة و PCO2 منذ ملايين السنين ، نحتاج إلى إعادة بناء كل واحد منهم بشكل مستقل. للقيام بذلك ، نستخدم مسجلات مناخية تسمى "الوكلاء".
التركيب النظري لذرات الأكسجين ، مكتوب ?¹?O، والتي تقاس بالأصداف الجيرية القديمة، هي واحدة منها. فهو يسمح لنا بإعادة بناء درجات حرارة مياه البحر السابقة بدرجة معروفة من عدم اليقين تعتمد على الدقة التحليلية وكيفية قياس معلمات مثل مياه البحر والملوحة والملوحة. pH تؤثر أيضا على ?¹?يا من القذائف.
لأن التاريخ الجيولوجي يؤثر على الصخور وإشاراتها ، فكلما عدنا في الزمن ، كلما كانت الشكوك أكبر. نحن نجمع بين الوكلاء المختلفين ونصوغ فرضيات تتحسن باستمرار مع سنوات من البحث. إنشاء مثل هذه إعادة البناء عملية بطيئة ومعقدة (مؤلمة في بعض الأحيان) ولكنها تصبح أكثر وأكثر موثوقية كل عام مع انخفاض الشكوك. إذا كانت الشكوك كبيرة للغاية ، فإن التفسيرات تعتمد عليها تقتير: يجب أن يعتبر أبسط نموذج من المرجح. ما يهم هو أن العلماء يعرفون كيفية تقدير حالات عدم اليقين ومشاركتها.
بشكل عام، تتوافق عمليات إعادة بناء درجة حرارة مياه البحر مع الملاحظات الجيولوجية لتاريخ المناخ: تتزامن العصور الجليدية الكبرى مع انخفاض درجة الحرارة العالمية. على وجه الخصوص، ¹?O تشير إلى ثابت تبريد من 50 مليون سنة فصاعدا ، مما يؤدي إلى مناخ ما قبل الصناعة.
GEOCARB (الإصدار الثالث) إعادة بناء PCO؟ (أصفر، نقطة واحدة كل 10 ملايين سنة) ومتوسط درجة حرارة سطح البحر الاستوائي من ¹?O من الكربونات المصححة لتغيرات الرقم الهيدروجيني لمياه البحر على افتراض عدم حدوث تغيرات ¹?O لمياه البحر (أحمر) مقارنة بفترات البرد المقيدة جيولوجيًا (أزرق فاتح) والأنهار الجليدية (الأزرق الداكن). باريس بعد روير وبيرلينج (2004) وبرنر وخوتافالا (2011), مؤلف المنصوص
تاريخ PCO2
وكلاء موجودة ل pCO2 كذلك. على سبيل المثال ، علماء الحفريات عد الثغور - فتحات من خلالها تتنفس النباتات ، تتبادل الرطوبة وتتناول ثاني أكسيد الكربون2 للتمثيل الضوئي - على الأوراق الأحفورية. أكثر CO2 وفيرة ، و أقل من الثغور مطلوبة. أحد العوامل التي تضيف درجة من عدم اليقين هو أن النباتات لديها عدد أقل من الثغور تحت مناخات أكثر جفافًا وتحت ظروف أكثر رطوبة.
الأوراق الأحفورية نادرة و PCO في الغلاف الجوي2 البيانات نادرة لفترات الأرض القديمة. في غياب البيانات (الكافية) ، يساعد النمذجة العددية في شرح البيانات بنهج متماسك عالميًا يحترم القوانين الأساسية للفيزياء. واحدة من الاكثر شهرة هو جيوكارب، نموذج دورة الكربون الجيولوجي وضعت لإعادة بناء PCO2 التاريخ من قبل روبرت بيرنر وزملائه.
على الجداول الزمنية أكبر من 100,000 سنة، PCO2 يضاف في المقام الأول من البراكين ، ويفقد من خلال اثنين من مضخات الكربون: المضخة البيولوجية ومضخة الكربونات.
أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تأخذ النباتات والطحالب ثاني أكسيد الكربون2 لبناء المواد العضوية الخاصة بهم. عندما يموتون ، وهذا CO2 قد تتورط في الرواسب. هذه هي المضخة البيولوجية. مضخة الكربونات هي اقتران بين التجوية في القارات وهطول أمطار الكربونات. CO2 يحمض المياه السطحية التي تذوب الصخور. يتم غسل العناصر الذائبة في المحيط حيث يتم استخدامها لبناء مواد جيرية مثل الأصداف أو الشعاب المرجانية ، والتي تصبح في نهاية المطاف أحجارًا جيولوجية. سنة بعد سنة ، هذه المضخات تخزين CO2 بعيدا عن الجو.
في الماضي ، كان يمكن أن تكون البراكين أكثر أو أقل نشاطًا ؛ كانت القارات في مواقع مختلفة، مما أثر على مضخات الكربون. قام بيرنر وزملاؤه بتحديد كيفية تأثير التطور المعروف لهذه العوامل على دورة الكربون ، وبالتالي على عملية التحلل الحراري في الغلاف الجوي2. كانوا يعرفون وأظهرت عدم اليقين نموذجهم. يجب تقديم نتائجها مع مغلف تقدير ، وليس كقيمة معينة.
أوقات ارتفاع PCO2 هي فترات دافئة. على العكس ، انخفاض في الغلاف الجوي CO2 أثار المحتوى فترات جليدية مثل العصور الجليدية الكربونية والعصرية ، مع استثناء محتمل للهرنانتية (قبل 445 مليون سنة). النماذج الحديثة أقترح أنه خلال هذه الفترة البعيدة ، لعبت التكوين التكتوني دورًا محددًا.
كيف يؤثر البشر بسرعة على المناخ
درجة الحرارة وPCO؟ عمليات إعادة البناء لآخر 66 My. يتم حساب درجات الحرارة باستخدام ¹?O للكربونات ويتم تمثيلها دون عدم اليقين. بي سي او؟ تعتمد عملية إعادة الإعمار على سبعة وكلاء مختلفين متفقين ضمن نطاق عدم اليقين الخاص بكل منهم. بيرلينج وروير ، 2011., مؤلف المنصوص
على مدار الفترة الزمنية التي تبدأ عند انقراض الديناصورات (حديثًا نسبيًا قبل 66 عامًا) ، يمكن للجيولوجيين الاعتماد على العديد من درجات الحرارة وثاني أكسيد الكربون2 وكلاء بالإضافة إلى ¹؟O أو الأوراق الأحفورية. كلما اقتربنا من عصرنا، زاد عدد الوكلاء وقل عدد حالات عدم اليقين، حتى نتمكن من ربط البيانات الجيولوجية وبيانات الجليد الأساسية التي تدعم بعضها البعض.
فن البناء تم تعديل الدورة المحيطية وأدى إلى بناء سلاسل جبلية مثل جبال الهيمالايا. أثر كل من العوامل على مضخات الكربون و PCO القسري2 إلى تخفيض، كما يتضح من الوكلاء وبالاتفاق مع اتجاهات GEOCARB. هذا الانخفاض في PCO2 أدى إلى تبريد ملحوظ ودفعت الأرض إلى التناوب الجليدي الحالي بين الجليدية.
يمكننا تحديد من الجليد النوى والوكلاء التي PCO2 تتأرجح بين 200 و 350 جزء في المليون لمدة 2.6 مليون سنة ، وزادت فجأة من 280 إلى 410 جزء في المليون بين عامي 1850 و 2018. pCO2 يتجه نحو مستويات غير مسبوقة لمدة 5 ، أو حتى 30 مليون سنة ، عندما كانت الأرض أكثر دفئًا من اليوم ولم تكن هناك أغطية جليدية أطلنطية. إعادة بناء درجة الحرارة و PCO2 يمكن أن تقدم لنا لمحة عن ما ينتظرنا إذا لم نبطئ ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات.
على المقاييس الزمنية الطويلة ، عندما PCO2 يزيد ، الاحتباس الحراري يحفز مضخات الكربون ، وبالتالي مساعدة PCO2 لتنقيص او لتقليل. يمكن أن تكون هذه الملاحظات السلبية بمثابة ترموستات جيولوجي. لسوء الحظ ، هو عليه بطئ جدا للرد بسرعة كافية للتعويض عن انبعاثاتنا السريعة. على مدى عقد من الزمن ، يؤدي الاحترار إلى تفاقم ثاني أكسيد الكربون2 الافراج عن في الغلاف الجوي. عندما تزداد درجة الحرارة ، ترتفع درجة حرارة المحيطات وتطلق ثاني أكسيد الكربون المذاب2 في الجو. لمدة 2.6 مليون سنة ، تم فرض الدورات الجليدية والجليدية بواسطة مدار الأرض دون تقلبات وشارك2 كان مجرد ردود فعل إيجابية الداخلية. اليوم ، البشرية المنشأ2 يؤدي ويضخم الاحترار المستمر.
دورة الكربون الحرارية الجيولوجية. تعني + أنه يتم تحفيز المعلمات من خلال زيادة العامل الموجود قبل السهم. - يعني أن المعلمة مخففة. على سبيل المثال، تعمل مضخات الكربون على تقليل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي؟ بينما تزيده المدخلات البركانية. بيير هنري بلارد وغيوم باريس
نتيجة ل PCO2 زيادة ، ومتوسط درجة حرارة السطح قد زاد بالفعل من قبل تقريبا 1 درجة مئوية بين عامي 1901 و 2012. كان سطح الأرض أكثر دفئًا من اليوم في الماضي وسيبرد في النهاية. ومع ذلك ، فإن عواقب التغييرات على المدى القصير هي كارثي. بالإضافة إلى ارتفاع درجات الحرارة السطحية ، فإن الأحداث المناخية القاسية وتحمض المحيطات وذوبان الجليد وارتفاع مستوى سطح البحر على وشك تعطيل حياتنا اليومية بشكل كبير وتضر بالنظم الإيكولوجية من حولنا.
علم الأرض يساعدنا على فهم ماضي كوكبنا. لا يمكننا التحكم في مدار الأرض أو التكتونية أو الدوران المحيطي ولكن يمكننا التحكم في انبعاثات غازات الدفيئة لدينا. المستقبل لنا جميعا للبناء.
نبذة عن الكاتب
Guillaume Paris، Géochimiste، chargé de recherche CNRS au Centre de recherches pétrographiques et géochimiques de Nancy، جامعة لورين and Pierre-Henri Blard، Géochronologue et paléoclimatologue، chargé de recherches CNRS - Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (Nancy) et Laboratoire de glaciologie (Bruxelles)، جامعة لورين
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ
تغير المناخ: ما يحتاج الجميع إلى معرفته
جوزيف روم
التمهيدي الأساسي على ما سيكون موضوع تعريف عصرنا ، تغير المناخ: ما يحتاج الجميع إلى معرفته هي نظرة عامة واضحة على العلوم والصراعات والآثار المترتبة على كوكبنا الدافئ. من جوزيف روم ، كبير مستشاري العلوم في ناشيونال جيوغرافيك سنوات من العيش تحت الخطر سلسلة واحدة من "الناس 100 الذين يغيرون أمريكا" في رولينج ستون تغير المناخ يقدم إجابات سهلة الاستخدام وصارمة من الناحية العلمية على أصعب الأسئلة (وأكثرها تسييسًا) المحيطة بما اعتبره عالم المناخ لوني تومبسون "خطرًا واضحًا وحاضرًا على الحضارة". متاح في أمازون
تغير المناخ: علم الاحترار العالمي ومستقبل طاقتنا الطبعة الثانية
بقلم جيسون سميردون
هذه الطبعة الثانية من تغير المناخ هو دليل يمكن الوصول إليها وشاملة للعلوم وراء الاحتباس الحراري. يتضح بشكل رائع ، يتم توجيه النص نحو الطلاب في مجموعة متنوعة من المستويات. يقدم كل من إدموند ماثيز وجايسون سميردون مقدمة واسعة ومفيدة للعلم الذي يقوم عليه فهمنا لنظام المناخ وتأثيرات النشاط البشري على ارتفاع حرارة كوكبنا. يصف ماثيز وسميردون الأدوار التي يقوم بها الغلاف الجوي والمحيطات. لعب في مناخنا ، وإدخال مفهوم توازن الإشعاع ، وشرح التغيرات المناخية التي حدثت في الماضي. كما أنها توضح بالتفصيل الأنشطة البشرية التي تؤثر على المناخ ، مثل انبعاثات غازات الدفيئة والهباء الجوي وإزالة الغابات ، وكذلك آثار الظواهر الطبيعية. متاح في أمازون
علم تغير المناخ: دورة تدريبية عملية
بقلم بلير لي ، ألينا باخمان
يستخدم علم تغير المناخ: دورة تدريبية عملية النص و 18 نشاطًا عمليًا لشرح وتعليم علم الاحترار العالمي وتغير المناخ ، وكيف يتحمل البشر المسؤولية ، وما الذي يمكن فعله لإبطاء أو إيقاف معدل الاحترار العالمي وتغير المناخ. هذا الكتاب هو دليل كامل وشامل لموضوع بيئي أساسي. تشمل الموضوعات التي يتناولها هذا الكتاب ما يلي: كيف تنقل الجزيئات الطاقة من الشمس لتسخين الغلاف الجوي ، وغازات الدفيئة ، وتأثير الاحتباس الحراري ، والاحتباس الحراري ، والثورة الصناعية ، ورد فعل الاحتراق ، وحلقات التغذية الراجعة ، والعلاقة بين الطقس والمناخ ، وتغير المناخ ، أحواض الكربون ، الانقراض ، بصمة الكربون ، إعادة التدوير ، والطاقة البديلة. متاح في أمازون
من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.
