Michal Pech / Unsplash

ความสัมพันธ์ระหว่างบรรยากาศ จำกัด₂ ระดับและการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศมักถูกมองว่าเป็นเรื่องที่ถกเถียงกัน ในขณะที่ไม่มีความขัดแย้งที่แท้จริงในหมู่นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศ - รอบ ๆ ลด 90% เห็นด้วยอย่างเต็มที่ว่ากิจกรรมของมนุษย์มีความรับผิดชอบอย่างชัดเจนต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ - ในสหรัฐอเมริกาในปี 2016 แทบจะไม่ 50% ของประชาชนทั่วไป มาถึงข้อสรุปเดียวกัน การเพิ่มความสับสนทั่วไป“ ผู้ปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ” ที่ใช้งานสูงอ้างว่าอุณหภูมิมีการพัฒนาอย่างเป็นอิสระจาก CO₂ ความเข้มข้นของชั้นบรรยากาศผ่านประวัติศาสตร์ของโลก₂ ระดับไม่ใช่ปัญหา

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงเข้าใจผิด? เลขที่ CO₂ ได้มีส่วนร่วมในการควบคุมสภาพอากาศของโลกมานานและความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรเป็นภัยคุกคามที่สำคัญต่อมนุษยชาติ

ร่วมกับ กิจกรรมแสงอาทิตย์ และ อัลเบโด้ก๊าซเรือนกระจกเป็นส่วนสำคัญของโลก งบประมาณแบบกระจาย และออกแรงควบคุมที่แข็งแกร่งกับอุณหภูมิพื้นผิว ถึงแม้ว่าไอน้ำเป็นก๊าซเรือนกระจกหลักในโลกก็ตาม₂ ดึงดูดความสนใจมากขึ้นเพราะสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

น่าเสียดายที่กิจกรรมมนุษย์ส่งมอบ CO₂ เพื่อบรรยากาศในอัตรา ครั้ง 70 มากขึ้น กว่าภูเขาไฟทั้งหมดบนโลกรวมกัน เป็นผลให้บรรยากาศ CO₂ ความเข้มข้น (หรือ pCO₂) เพิ่มขึ้นและพื้นผิวของโลกอุ่นขึ้นอย่างรวดเร็วโดยที่ไม่มีปัจจัยทางธรรมชาติสามารถอธิบายได้

เรารู้ว่า บริษัท₂ คือการควบคุมอุณหภูมิและเราสามารถสาธิตได้หลายวิธี หนึ่งในนั้นคือการสำรวจประวัติศาสตร์โลก

ทวีปอเมริกาเหนือจากดาวเทียมที่โคจรต่ำ Suomi NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring

สภาพภูมิอากาศและอุณหภูมิผ่านช่วงเวลาทางธรณีวิทยา

การใช้หินซากดึกดำบรรพ์และคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพนักธรณีวิทยาได้สร้างช่วงเวลาที่อบอุ่นและเย็นตลอดประวัติศาสตร์ของโลก เพื่อแสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยงระหว่างสภาพภูมิอากาศอุณหภูมิและ pCO₂ หลายล้านปีที่แล้วเราจำเป็นต้องสร้างแต่ละคนใหม่อย่างอิสระ ในการทำเช่นนั้นเราใช้เครื่องบันทึกสภาพอากาศที่เรียกว่า "พร็อกซี"

องค์ประกอบไอโซโทปของอะตอมออกซิเจนเป็นลายลักษณ์อักษร ?¹?โอซึ่งวัดจากเปลือกปูนโบราณก็เป็นหนึ่งในนั้น ช่วยให้เราสามารถสร้างอุณหภูมิน้ำทะเลในอดีตขึ้นมาใหม่ด้วยระดับความไม่แน่นอนที่รู้จักกันดี ซึ่งขึ้นอยู่กับความแม่นยำในการวิเคราะห์ และพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น น้ำทะเล ?¹?O ความเค็ม และ pH ยังส่งผลกระทบต่อ ?¹?O ของเปลือกหอย.

เนื่องจากประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยามีผลกระทบต่อหินและสัญญาณของพวกเขายิ่งเราย้อนเวลากลับไปมากเท่าไหร่ความไม่แน่นอนก็จะยิ่งมากขึ้น เราจึงรวมพร็อกซีที่แตกต่างกันและกำหนดสมมติฐานที่ปรับปรุงอย่างต่อเนื่องกับปีของการวิจัย การสร้างไทปันนั้นเป็นกระบวนการที่ช้าซับซ้อน (บางครั้งเจ็บปวด) แต่ก็มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นทุกปีเนื่องจากความไม่แน่นอนลดลง หากความไม่แน่นอนมีขนาดใหญ่เกินไปการตีความขึ้นอยู่กับ ความตระหนี่: แบบจำลองที่ง่ายที่สุดจะต้องพิจารณาให้ดีที่สุด สิ่งที่สำคัญคือนักวิทยาศาสตร์รู้วิธีประเมินความไม่แน่นอนและแบ่งปันพวกเขา

โดยรวมแล้ว การสร้างอุณหภูมิน้ำทะเลขึ้นใหม่สอดคล้องกับการสังเกตทางธรณีวิทยาของประวัติศาสตร์สภาพภูมิอากาศ: ยุคน้ำแข็งที่สำคัญเกิดขึ้นพร้อมกับอุณหภูมิโลกที่ลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ?¹?O หมายถึงค่าคงที่ การระบายความร้อน จาก 50 ล้านปีเป็นต้นไปนำไปสู่สภาพภูมิอากาศในยุคก่อนยุคอุตสาหกรรม

GEOCARB (เวอร์ชัน III) สร้าง pCO ใหม่หรือไม่ (สีเหลือง หนึ่งจุดทุกๆ 10 ล้านปี) และอุณหภูมิพื้นผิวทะเลเขตร้อนเฉลี่ยตั้งแต่ ?¹?O ของคาร์บอเนตที่ได้รับการแก้ไขสำหรับการเปลี่ยนแปลง pH ของน้ำทะเล โดยถือว่าไม่ ?¹?O การเปลี่ยนแปลงของน้ำทะเล (สีแดง) เมื่อเทียบกับช่วงเย็นที่มีข้อจำกัดทางธรณีวิทยา (สีฟ้าอ่อน) และธารน้ำแข็ง (สีน้ำเงินเข้ม) G. Paris หลังจาก Royer and Beerling (2004) และ Berner and Khotavala (2011), ผู้เขียนให้ไว้

ประวัติของ pCO₂

มีผู้รับมอบฉันทะสำหรับ pCO₂ เช่นกัน ตัวอย่างเช่นนักบรรพชีวินวิทยา นับปากใบ - รูรับแสง พืชที่หายใจแลกเปลี่ยนความชุ่มชื้นและดูดซับ CO₂ สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง - บนใบฟอสซิล CO มากขึ้น₂ มีมากมาย ปากใบน้อยลง ถูกต้อง ปัจจัยหนึ่งที่เพิ่มระดับความไม่แน่นอนคือพืชมีปากใบน้อยกว่าภายใต้สภาพอากาศที่แห้งและในสภาพชื้น

ใบฟอสซิลเป็นของหายากและ pCO ในบรรยากาศ₂ ข้อมูลหาได้ยากในยุคโบราณของโลก ในกรณีที่ไม่มีข้อมูล (เพียงพอ) การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขช่วยอธิบายข้อมูลด้วยวิธีการที่สอดคล้องกันทั่วโลกที่เคารพกฎหมายพื้นฐานของฟิสิกส์ หนึ่งในที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ จีโอคาร์บแบบจำลองวัฏจักรคาร์บอนทางธรณีวิทยาที่พัฒนาขึ้นเพื่อสร้าง pCO ใหม่₂ ประวัติศาสตร์โดย โรเบิร์ตเบอร์เนอร์ และเพื่อนร่วมงานของเขา

ใน timescales มากกว่า 100,000 ปี, สคบ₂ ส่วนใหญ่จะถูกเพิ่มจากภูเขาไฟและหายไปผ่านปั๊มคาร์บอนสองตัวคือปั๊มชีวภาพและปั๊มคาร์บอเนต

ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงพืชและสาหร่ายใช้ CO₂ เพื่อสร้างสารอินทรีย์ เมื่อพวกเขาตาย CO นี้₂ อาจติดกับตะกอน นี่คือปั๊มชีวภาพ ปั๊มคาร์บอเนตเป็นข้อต่อระหว่างการผุกร่อนของทวีปและการตกตะกอนของหินคาร์บอเนต CO₂ acidifies น้ำผิวดินที่ละลายหิน องค์ประกอบที่ละลายจะถูกล้างไปในมหาสมุทรที่ซึ่งพวกมันถูกใช้เพื่อสร้างวัสดุที่เป็นปูนเช่นเปลือกหอยหรือปะการังซึ่งในที่สุดจะกลายเป็นหินปูน ทุกปีปั๊มเหล่านี้เก็บ CO₂ อยู่ห่างจากชั้นบรรยากาศ

ในอดีตภูเขาไฟอาจมีการใช้งานไม่มากก็น้อย ทวีปอยู่ในสถานที่ต่างกันซึ่งส่งผลกระทบต่อปั๊มคาร์บอน Berner และเพื่อนร่วมงานคำนวณปริมาณว่าวิวัฒนาการที่รู้จักกันเป็นอย่างอื่นของพารามิเตอร์เหล่านั้นส่งผลต่อวัฏจักรคาร์บอนอย่างไรและดังนั้น pCO ในบรรยากาศ₂. พวกเขารู้และแสดงความไม่แน่นอนของแบบจำลอง ควรนำเสนอผลลัพธ์ของพวกเขาพร้อมซองการประมาณค่าไม่ใช่ค่าที่กำหนด

เท่าของ pCO ที่สูงขึ้น₂ เป็นช่วงเวลาที่อบอุ่น ในทางกลับกันการลดลงของบรรยากาศใน CO₂ เนื้อหาก่อให้เกิดช่วงเวลาที่เป็นน้ำแข็งเช่นยุคน้ำแข็งแระและยุคใหม่โดยมีข้อยกเว้นที่เป็นไปได้ของ Hirnantian (445 ล้านปีก่อน) รุ่นล่าสุด แนะนำว่าสำหรับช่วงระยะไกลนี้การกำหนดค่าเปลือกโลกมีบทบาทเฉพาะ

มนุษย์มีผลกระทบต่อสภาพอากาศอย่างไร

อุณหภูมิและ pCO? สร้างขึ้นใหม่ในปี 66 My. อุณหภูมิคำนวณโดยใช้ ?¹?O ของคาร์บอเนต และแสดงโดยไม่มีความไม่แน่นอน พีซีโอ? การสร้างใหม่จะขึ้นอยู่กับผู้รับมอบฉันทะเจ็ดรายที่อยู่ในข้อตกลงภายใต้ความไม่แน่นอนตามลำดับ Beerling and Royer, 2011, ผู้เขียนให้ไว้

ในช่วงเวลาที่เริ่มต้นในจุดที่ไดโนเสาร์สูญพันธุ์ (ค่อนข้างที่ผ่านมา 66 ของฉันที่ผ่านมา) นักธรณีวิทยาสามารถพึ่งพาอุณหภูมิและ CO₂ ผู้รับมอบฉันทะนอกเหนือจาก ?¹?O หรือใบฟอสซิล ยิ่งเราเข้าสู่ยุคของเรามากขึ้นเท่าใด ก็จะมีผู้รับมอบฉันทะมากขึ้นเท่านั้น และความไม่แน่นอนก็จะน้อยลง จนกว่าเราจะสามารถเชื่อมโยงข้อมูลทางธรณีวิทยาและแกนน้ำแข็งที่สนับสนุนซึ่งกันและกันได้

การศึกษาเกี่ยวกับลักษณะโครงสร้างของโลก ดัดแปลงการไหลเวียนของมหาสมุทรและนำไปสู่การสร้างเทือกเขาเช่นเทือกเขาหิมาลัย ปัจจัยทั้งสองส่งผลกระทบต่อปั๊มคาร์บอนและการบังคับ pCO₂ ไปยัง ลดลงตามที่แสดงโดยพร็อกซีและสอดคล้องกับแนวโน้ม GEOCARB การลดลงของ pCO นี้₂ นำไปสู่การระบายความร้อนที่สังเกตได้และผลักดันโลกไปสู่การสลับกระแสธารน้ำแข็ง - interglacial ในปัจจุบัน

เราสามารถตรวจสอบจากแกนน้ำแข็งและพร็อกซี่ที่ pCO₂ ได้รับการสั่นระหว่าง 200 และ 350 ppm เป็นเวลา 2.6 ล้านปีและมันก็เพิ่มขึ้นจาก 280 เป็น 410 ppm ระหว่าง 1850 และ 2018 pCO₂ มุ่งหน้าสู่ระดับที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนเป็นเวลา 5 หรือแม้กระทั่ง 30 ล้านปีที่ผ่านมาเมื่อโลกอุ่นกว่าวันนี้และไม่มีแคปน้ำแข็งแอตแลนติกอยู่ การสร้างอุณหภูมิและ pCO₂ สามารถเสนอให้เราเห็นสิ่งที่อยู่ข้างหน้าเราหากเราไม่ทำให้ บริษัท ช้าลง₂ ปล่อยก๊าซเรือนกระจก

ในระยะเวลานานเมื่อ pCO₂ เพิ่มความร้อนช่วยกระตุ้นปั๊มคาร์บอนซึ่งช่วยให้ pCO₂ เพื่อลด ข้อเสนอแนะเชิงลบนี้สามารถทำหน้าที่เป็นเทอร์โมทางธรณีวิทยา น่าเสียดายที่มันเป็น ช้าเกินไป ตอบสนองอย่างรวดเร็วเพียงพอที่จะชดเชยการปล่อยอย่างรวดเร็วของเรา ในช่วงเวลาหนึ่งทศวรรษที่ผ่านมา₂ ปล่อยสู่บรรยากาศ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นมหาสมุทรจะอุ่นและปล่อย CO ที่ละลาย₂ สู่บรรยากาศ 2.6 ล้านปีวัฏจักรน้ำแข็งและ interglacial ถูกบังคับโดยวงโคจรของโลก ความผันผวน และ CO₂ เป็นเพียงการตอบรับเชิงบวกภายใน วันนี้ บริษัท มานุษยวิทยา จำกัด₂ นำไปสู่และขยายภาวะโลกร้อนอย่างต่อเนื่อง

เทอร์โมสแตททางธรณีวิทยาวัฏจักรคาร์บอน เครื่องหมาย + หมายความว่าพารามิเตอร์ถูกกระตุ้นโดยการเพิ่มขึ้นของปัจจัยที่อยู่หน้าลูกศร The – หมายความว่าพารามิเตอร์ถูกลดทอนลง เช่น ปั๊มคาร์บอนจะลด CO2 ในชั้นบรรยากาศ? ในขณะที่ปัจจัยภูเขาไฟเพิ่มขึ้น Pierre-Henri Blard และ Guillaume Paris

เป็นผลมาจาก pCO₂ เพิ่มขึ้นอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยเพิ่มขึ้นแล้ว เกือบ 1 ° c ระหว่างปีพ. ศ. 1901 และ 2012 พื้นผิวโลกอุ่นกว่าในอดีตและจะเย็นลงในที่สุด อย่างไรก็ตามผลของการเปลี่ยนแปลงระยะสั้นคือ หายนะ. นอกเหนือจากอุณหภูมิพื้นผิวที่สูงขึ้นเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วการทำให้เป็นกรดในมหาสมุทรการละลายน้ำแข็งและการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลยังทำให้ชีวิตประจำวันของเราหยุดชะงักและส่งผลเสียต่อระบบนิเวศรอบตัวเรา

วิทยาศาสตร์โลกช่วยให้เราเข้าใจอดีตของดาวเคราะห์ของเรา เราไม่สามารถควบคุมวงโคจรของโลกเปลือกโลกหรือการไหลเวียนของมหาสมุทร แต่เราสามารถควบคุมการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของเรา อนาคตมีไว้สำหรับพวกเราทุกคนที่จะสร้าง

เกี่ยวกับผู้เขียน

Guillaume Paris, Géochimiste, ที่ชาร์จ CNRS Université de Lorraine และ Pierre-Henri Blard, Géochronologueและpaléoclimatologue, เครื่องชาร์จรีเซิร์ช CNRS - ศูนย์การซ่อมเครื่องตอกบัตรและการซ่อมบำรุง (Nancy) และ Laboratoire de glaciologie (Bruxelles), Université de Lorraine

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ: สิ่งที่ทุกคนจำเป็นต้องรู้

โดย Joseph Romm
ไพรเมอร์ที่จำเป็นสำหรับสิ่งที่จะเป็นปัญหาการกำหนดเวลาของเรา การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: สิ่งที่ทุกคนต้องการรู้® เป็นภาพรวมที่ชัดเจนของวิทยาศาสตร์ความขัดแย้งและผลกระทบของโลกร้อน จาก Joseph Romm, หัวหน้าที่ปรึกษาวิทยาศาสตร์สำหรับ National Geographic ปีแห่งการมีชีวิตที่อันตราย ซีรีย์และหนึ่งใน "100 ผู้กำลังเปลี่ยนแปลงอเมริกา" ของโรลลิงสโตน เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เสนอคำตอบที่เป็นมิตรกับผู้ใช้ทางวิทยาศาสตร์อย่างเข้มงวดกับคำถามที่ยากที่สุด (และโดยทั่วไปทางการเมือง) โดยรอบสิ่งที่นักอุตุนิยมวิทยาลอนนี่ ธ อมป์สันถือว่า "เป็นอันตรายและชัดเจนต่ออารยธรรม" วางจำหน่ายใน Amazon

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: ศาสตร์แห่งภาวะโลกร้อนและพลังงานรุ่นที่สองในอนาคตของเรา

โดย Jason Smerdon
รุ่นที่สองของ เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เป็นแนวทางที่เข้าถึงได้และครอบคลุมเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังภาวะโลกร้อน ภาพประกอบอย่างประณีตข้อความจะมุ่งไปที่นักเรียนในหลากหลายระดับ Edmond A. Mathez และ Jason E. Smerdon ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่เน้นความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบสภาพอากาศและผลของกิจกรรมของมนุษย์ต่อภาวะโลกร้อนของเรา Mathez และ Smerdon อธิบายถึงบทบาทที่ชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร เล่นในสภาพภูมิอากาศของเราแนะนำแนวคิดของความสมดุลของรังสีและอธิบายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดขึ้นในอดีต พวกเขายังให้รายละเอียดเกี่ยวกับกิจกรรมของมนุษย์ที่มีอิทธิพลต่อสภาพอากาศเช่นการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและละอองและการทำลายป่ารวมถึงผลกระทบของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ  วางจำหน่ายใน Amazon

วิทยาศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ: หลักสูตรภาคปฏิบัติ

โดยแบลร์ลีอลีนาแบชแมนน์
ศาสตร์แห่งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: หลักสูตรภาคปฏิบัติใช้ข้อความและกิจกรรมการปฏิบัติจริงสิบแปดประการ เพื่ออธิบายและสอนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศวิธีที่มนุษย์มีความรับผิดชอบและสิ่งที่สามารถทำได้เพื่อชะลอหรือหยุดอัตราภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หนังสือเล่มนี้เป็นคู่มือที่สมบูรณ์และครอบคลุมเกี่ยวกับหัวข้อด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ วิชาที่กล่าวถึงในหนังสือเล่มนี้ประกอบด้วย: โมเลกุลส่งพลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อให้ความอบอุ่นกับบรรยากาศ, ก๊าซเรือนกระจก, ภาวะเรือนกระจก, ภาวะโลกร้อน, การปฏิวัติอุตสาหกรรม, ปฏิกิริยาการเผาไหม้, ปฏิกิริยาตอบสนอง, ความสัมพันธ์ระหว่างสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศ เก็บคาร์บอนการสูญพันธุ์การปล่อยคาร์บอนการรีไซเคิลและพลังงานทางเลือก วางจำหน่ายใน Amazon

จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา