Concentrația atmosferică de dioxid de carbon

Niciodată în ultimii 10.000 de ani sau pe parcursul întregii ere glaciare conținutul de dioxid de carbon al atmosferei nu a fost la fel de mare ca acum. Trebuie să ne întoarcem cu câteva milioane de ani în urmă în istoria pământului pentru a da peste o concentrație mai mare.

Concentrația atmosferică de dioxid de carbon

Dioxid de carbon în atmosfera timpurie

Sunt disponibile informații ceva mai bune despre aceste fluctuații din ultimii 500 de milioane de ani. În primii 100 de milioane de ani ai acestei perioade, conținutul de CO2 a fost între 4000 și 6000 ppm (astăzi 385 ppm). Apoi a urmat o fază cu valori de CO2 la fel de scăzute ca astăzi și acoperirea cu gheață aproape până la paralela 30. Între 100 și 250 de milioane de ani, conținutul de CO2 a fost din nou peste 1000 ppm. Era vremea dinozaurilor cu temperaturi cu 8 grade mai calde decât astăzi.

Dioxid de carbon în cenozoic

În ultimii 65 de milioane de ani, Cenozoic (Epoca Modernă a Pământului), conținutul de dioxid de carbon din atmosferă a luat apoi dezvoltarea care a condus la condițiile climatice actuale. În primii 30 de milioane de ani a fost în jur de 1000 ppm, prin care a depășit chiar valoarea de 1500 ppm cu 50 de milioane de ani. În această primă jumătate a Cenozoicului, pământul era încă liber de gheață. În urmă cu aproximativ 35 de milioane de ani, concentrația de CO2 tinde să scadă până la aproximativ 300 ppm, ceea ce a marcat începutul glaciației Antarcticii în urmă cu aproximativ 35 de milioane de ani în urmă și era glaciară actuală în urmă cu aproximativ două milioane și jumătate de ani.

concentrația

Fig. 1: Conținutul de dioxid de carbon al atmosferei din ultimii 60 de milioane de ani 1

Motivul principal al modificărilor conținutului de CO2 în era cenozoică este văzut în mișcările plăcilor africane și indiene. Inițial, au condus la puternicele falduri montane din Alpi și Himalaya și, astfel, la o activitate vulcanică intensă. După ce Himalaya și Platoul Tibetan, în special, au fost ridicate, procesele chimice puternice de intemperii au consumat o mare cantitate de dioxid de carbon atmosferic, care a fost alimentat în mare cu sedimentele și retras din ciclul carbonului pe perioade lungi de timp.

Pentru dezvoltarea climatică a erei cenozoice către glaciația reînnoită, conținutul de CO2 al atmosferei este văzut ca factorul dominant. Alte acționări, cum ar fi radiația solară sau modificările curenților oceanici, au jucat doar un rol foarte subordonat. În Cenozoic, radiația solară a crescut chiar cu 0,4%, dar aceasta corespunde doar unei forțări radiative de +1 W/m 2 - comparativ cu o forțare negativă de -10 W/m 2 datorită conținutului în dioxid de carbon în scădere al atmosferei.

Dioxidul de carbon în era glaciară

Fig. 2: Modificări ale concentrației atmosferice de CO2 în ultimii 640.000 de ani și fluctuații ale deuteriului ca proxy (date proxy) pentru temperatura din gheața arctică. Dezvoltarea paralelă a ambelor valori, precum și creșterea abruptă a conținutului de CO2 de la începutul industrializării, care, în prezent (2008) 385 ppm, depășește în mod clar toate valorile din ultimii 640.000 de ani, care, de asemenea, nu au depășit 300 ppm în perioadele calde anterioare, este izbitoare este chiar mai mare decât oricând în ultimii 10 milioane de ani (vezi Fig. 1). 2

Dioxidul de carbon atmosferic și temperatura globală se influențează reciproc. O temperatură globală mai scăzută scade nivelul de CO2, iar un nivel mai scăzut de CO2 duce la o scădere și mai mare a temperaturii. Conținutul de CO2 este cuprins între 180 și 300 ppm. Concentrația actuală de dioxid de carbon în atmosferă depășește fluctuațiile epocii glaciare și nu poate fi derivată din încălzirea anterioară. Este o consecință a emisiilor antropice și este responsabilă pentru încălzirea curentă.

Concentrația de CO2 de la industrializare

Fig. 3: Concentrația atmosferică a dioxidului de carbon de la începutul erei până în 2007. În cutie, concentrarea și dezvoltarea emisiilor din 1970. 3

De la începutul industrializării, oamenii au intervenit în ciclul natural prin arderea din ce în ce mai mare a combustibililor fosili precum țițeiul, gazele naturale și cărbunele, în care dioxidul de carbon a fost retras din ciclul natural timp de sute de milioane de ani și, odată cu acesta, concentrația de CO2 crescut în atmosferă. În plus, există distrugerea directă a vegetației prin schimbări în utilizarea terenului sau distrugerea pădurilor, care eliberează și CO2. De la începutul erei până la începutul industrializării, concentrația atmosferică de dioxid de carbon a fluctuat doar ușor între 275 și 285 ppm. În epoca industrială, concentrația atmosferică de dioxid de carbon a crescut cu aproximativ 36% de la 280 ppm la 385 ppm în 2007. Primii 50 ppm din creșterea CO2 au durat peste 200 de ani, în timp ce următorii 55 ppm au fost atinși în doar 30 de ani. Al 4-lea

Dezvoltarea actuală a dioxidului de carbon

Din anul 2000, rata de creștere a concentrației de CO2 arată o creștere suplimentară. Deși era în anii 1990 doar 1,49 ppm/an, era deja 1,93 ppm pe an în perioada 2000-2006. 5 Din 2005 până în 2007 creșterea a fost chiar de 2,4 ppm/an, dar apoi a scăzut la 1,8 ppm în 2008. 5a Între timp, rata de creștere a crescut din nou și a fost de 2,4 ppm/an din 2009 până în 2010, prin care concentrația a urcat la peste 390 ppm. 5b

Cauzele stau, pe de o parte, în emisii mai mari, pe de altă parte - și acest lucru este nou - în eficiența scăzută a chiuvetelor, în special a oceanului. Din 1850 până în 2006, 330 GtC au fost eliberate în atmosferă prin arderea energiei fosile, plus 156 GtC prin schimbări în utilizarea terenului, în principal prin distrugerea pădurilor. Emisiile au crescut deosebit de puternic în ultimii ani. În timp ce rata de creștere a emisiilor antropice a fost încă de 1,3% pe an în anii 1990, a fost de aproape trei ori mai mare în perioada 2000-2006, cu 3,3%. Emisiile antropice totale s-au ridicat la 8,4 GtC în 2000, dar în 2006 au fost de 9,9 GtC. Aceasta reprezintă o creștere anuală de 2,9% - comparativ cu 0,7% în anii 1990. În medie, emisiile din perioada 2000-2006 s-au ridicat la 9,1 GtC anual, dintre care 7,6 GtC din arderea combustibililor fosili și 1,5 GtC din utilizarea modificată a terenului. Al 6-lea

Fig. 4: Schimbarea emisiilor de CO2 datorită schimbărilor în utilizarea terenului, arderii combustibililor fosili, producției de ciment etc. (stânga sus), precum și modificarea proporției de chiuvete de CO2 în atmosferă (sus dreapta), vegetația terestră (jos stânga) și ocean (dreapta jos). Porțiunea de chiuvetă a oceanului scade în mod clar. 6a

Acum se observă că proporția pe care atmosfera a absorbit-o din emisiile antropice a crescut în ultimele decenii, în timp ce proporția oceanică a scăzut semnificativ. Un motiv important pentru acest lucru este văzut în intensificarea vânturilor circumpolare din vest în jurul Antarcticii, care transportă apă bogată în CO2 de la straturile oceanice mai adânci la suprafață, unde dioxidul de carbon poate fi eliberat în atmosferă. Deoarece această amplificare este atribuită în principal găurii de ozon de peste Antarctică, slăbirea absorbției de CO2 ar putea fi un fenomen temporar. Al 7-lea