CO₂-Level und Klimawandel: Gibt es wirklich eine Kontroverse?

CO₂-Level und Klimawandel: Gibt es wirklich eine Kontroverse? Michal Pech / Unsplash

Die Beziehung zwischen atmosphärischem CO2 Ebenen und Klimawandel werden oft als kontroverses Thema wahrgenommen. Zwar gibt es unter Klimaforschern keine wirklichen Meinungsverschiedenheiten 90-XNUMX% Ich stimme voll und ganz zu, dass menschliches Handeln eindeutig für den Klimawandel verantwortlich ist - in den USA im Jahr 2016 kaum 50% der Öffentlichkeit kam zu dem gleichen Schluss. Zusätzlich zur allgemeinen Verwirrung behaupten hochaktive „Klimawandel-Leugner“, dass sich die Temperatur unabhängig von CO entwickelt hat2 atmosphärische Konzentrationen in der Erdgeschichte und damit das heutige steigende CO2 Ebenen sind kein Problem.

Haben Wissenschaftler die Geschichte falsch verstanden? CO2 hat lange zur Kontrolle des Erdklimas beigetragen, und seine zunehmende Konzentration in der Atmosphäre und den Ozeanen ist eine große Bedrohung für die Menschheit.

Zusammen mit Sonnenaktivität und AlbedoTreibhausgase sind ein wesentlicher Bestandteil der Erde Strahlungsbudget und eine starke Kontrolle über die Oberflächentemperatur ausüben. Obwohl Wasserdampf das primäre Treibhausgas auf der Erde ist, ist CO2 zieht viel mehr Aufmerksamkeit auf sich, weil es den Klimawandel aktiv führen kann.

Leider liefert menschliche Aktivität CO2 mit einer Geschwindigkeit in die Atmosphäre 70 mal größer als alle Vulkane auf der Erde zusammen. Infolgedessen atmosphärisches CO2 Konzentration (oder pCO2) nimmt zu und die Erdoberfläche erwärmt sich in einem Tempo, das kein natürlicher Faktor erklären kann.

Wir wissen, dass CO2 ist eine Temperaturregelung und wir können sie auf verschiedene Arten demonstrieren. Eine davon ist die Erforschung der Erdgeschichte.

CO₂-Level und Klimawandel: Gibt es wirklich eine Kontroverse? Nordamerika vom Satelliten Suomi mit niedriger Umlaufbahn. NASA / NOAA / GSFC / KKW Suomi / VIIRS / Norman Kuring

Klima und Temperatur durch geologische Zeiten

Mit Hilfe von Gesteinen, Fossilien und ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften haben Geowissenschaftler warme und kalte Perioden in der Erdgeschichte rekonstruiert. Um den Zusammenhang zwischen Klima, Temperatur und pCO zu demonstrieren2 Vor Millionen von Jahren müssen wir jeden von ihnen unabhängig rekonstruieren. Dazu verwenden wir Klimarecorder, sogenannte „Proxies“.


Holen Sie sich das Neueste von InnerSelf


Die Isotopenzusammensetzung von Sauerstoffatomen, geschrieben δ¹⁸O, gemessen in alten Kalkschalen, ist eine davon. Es ermöglicht uns, vergangene Meerwassertemperaturen mit einem bekannten Grad an Unsicherheit zu rekonstruieren, der von der analytischen Präzision und den Parametern wie Meerwasser δ¹⁸O, Salzgehalt und abhängt pH wirken sich auch auf die δ¹⁸O von Schalen.

Da die geologische Geschichte Gesteine ​​und ihre Signale beeinflusst, sind die Unsicherheiten umso größer, je weiter wir in der Zeit zurückgehen. Wir kombinieren daher verschiedene Proxies und formulieren Hypothesen, die sich mit jahrelanger Forschung kontinuierlich verbessern. Die Erstellung solcher Rekonstruktionen ist ein langsamer, komplizierter (manchmal schmerzhafter) Prozess, der jedoch von Jahr zu Jahr zuverlässiger wird, wenn die Unsicherheiten abnehmen. Wenn die Unsicherheiten zu groß sind, sind Interpretationen erforderlich Sparsamkeit: Das einfachste Modell muss als das wahrscheinlichste angesehen werden. Entscheidend ist, dass Wissenschaftler wissen, wie sie Unsicherheiten abschätzen und teilen können.

Insgesamt stimmen die Rekonstruktionen der Meerwassertemperatur mit den geologischen Beobachtungen der Klimageschichte überein: Große Eiszeiten fallen mit niedrigeren globalen Temperaturen zusammen. Insbesondere zeigt δ¹⁸O eine stetige Kühlung ab 50 Millionen Jahren führt dies zum vorindustriellen Klima.

CO₂-Level und Klimawandel: Gibt es wirklich eine Kontroverse? GEOCARB (Version III) Rekonstruktion von pCO₂ (gelb, ein Punkt alle 10 Millionen Jahre) und durchschnittlicher tropischer Meeresoberflächentemperatur aus δ¹⁸O von Carbonaten, korrigiert um Änderungen des Meerwasser-pH-Werts, unter der Annahme, dass sich δ¹⁸O für Meerwasser (rot) im Vergleich zu geologisch begrenzten Kälteperioden (Licht) nicht ändert blau) und Vereisungen (dunkelblau). G. Paris nach Royer und Beerling (2004) und Berner und Khotavala (2011), Autor zur Verfügung gestellt

Die Geschichte von pCO2

Für pCO existieren Proxies2 auch. Zum Beispiel Paläontologen Stomata zählen - Öffnungen durch die Pflanzen atmen, Feuchtigkeit austauschen und CO aufnehmen2 für die Photosynthese - auf fossilen Blättern. Je mehr CO2 ist reichlich vorhanden, die weniger Stomata sind erforderlich. Ein Faktor, der ein gewisses Maß an Unsicherheit hinzufügt, ist, dass Pflanzen in trockeneren Klimazonen weniger Stomata und in feuchten Klimazonen mehr haben.

Fossile Blätter sind seltene und atmosphärische pCO2 Daten für alte Perioden der Erde sind rar. In Ermangelung (ausreichender) Daten hilft die numerische Modellierung, Daten mit einem global kohärenten Ansatz zu erklären, der die Grundgesetze der Physik berücksichtigt. Einer der bekanntesten ist GEOCARB, ein geologisches Kohlenstoffkreislaufmodell, das zur Rekonstruktion von pCO entwickelt wurde2 Geschichte von Robert Berner und seine Kollegen.

Auf Zeitskalen mehr als 100,000 JahrepCO2 wird hauptsächlich aus Vulkanen hinzugefügt und geht durch zwei Kohlenstoffpumpen verloren: die biologische Pumpe und die Karbonatpumpe.

Während der Photosynthese nehmen Pflanzen und Algen CO auf2 ihre organische Materie aufzubauen. Wenn sie sterben, ist dieser CO2 könnte in Sedimenten gefangen werden. Dies ist die biologische Pumpe. Die Carbonatpumpe ist die Kopplung zwischen Verwitterung von Kontinenten und Carbonatgesteinsniederschlag. CO2 säuert Oberflächengewässer an, die Steine ​​auflösen. Gelöste Elemente werden in den Ozean gespült, wo sie zum Aufbau von kalkhaltigem Material wie Muscheln oder Korallen verwendet werden, die schließlich zu Kalksteinen werden. Jahr für Jahr speichern diese Pumpen CO2 weg von der Atmosphäre.

In der Vergangenheit waren Vulkane mehr oder weniger aktiv. Kontinente befanden sich an verschiedenen Orten, die die Kohlenstoffpumpen betrafen. Berner und Kollegen quantifizierten, wie sich die ansonsten bekannte Entwicklung dieser Parameter auf den Kohlenstoffkreislauf und damit auf den atmosphärischen pCO auswirkte2. Sie kannten und zeigten ihre Modellunsicherheit. Ihre Ergebnisse sollten mit einem Schätzungsumschlag dargestellt werden, nicht als gegebener Wert.

Zeiten mit höherem pCO2 sind warme Perioden. Umgekehrt Abnahme des atmosphärischen CO2 Inhalt löste Gletscherperioden wie der Karbon- und der modernen Eiszeit aus, mit der möglichen Ausnahme des Hirnantian (vor 445 Millionen Jahren). Neueste Modelle legen nahe, dass für diese entfernte Zeit die tektonische Konfiguration eine besondere Rolle spielte.

Wie Menschen das Klima schnell beeinflussen

CO₂-Level und Klimawandel: Gibt es wirklich eine Kontroverse? Temperatur- und pCO₂-Rekonstruktionen für die letzten 66 My. Die Temperaturen werden unter Verwendung von δ¹⁸O von Carbonaten berechnet und ohne deren Unsicherheit dargestellt. Die pCO₂-Rekonstruktion basiert auf sieben verschiedenen Proxys, die innerhalb ihrer jeweiligen Unsicherheiten übereinstimmen. Beerling und Royer, 2011., Autor zur Verfügung gestellt

Während des Zeitraums, der an dem Punkt beginnt, an dem Dinosaurier ausgestorben sind (vor relativ kurzer Zeit 66 My), können sich Geologen auf viele Temperaturen und CO verlassen2 Proxies zusätzlich zu δ¹⁸O oder fossilen Blättern. Je näher wir unserer Ära kommen, desto mehr Proxies gibt es und desto weniger Unsicherheiten bestehen, bis wir geologische und Eiskerndaten verbinden können, die sich gegenseitig unterstützen.

Tektonik veränderte die ozeanische Zirkulation und führte zum Bau von Gebirgszügen wie dem Himalaya. Beide Faktoren wirkten sich auf die Kohlenstoffpumpen und den erzwungenen pCO aus2 zu verringern, wie von den Stimmrechtsvertretern gezeigt und in Übereinstimmung mit den GEOCARB-Trends. Diese Abnahme des pCO2 führte zu der beobachteten Abkühlung und trieb die Erde zum aktuellen Gletscher-Interglazial-Wechsel.

Wir können aus Eisbohrkernen und Proxys bestimmen, dass pCO2 schwankt seit 200 Millionen Jahren zwischen 350 und 2.6 ppm und stieg zwischen 280 und 410 plötzlich von 1850 auf 2018 ppm an. pCO2 nähert sich einem Niveau, das seit 5 oder sogar 30 Millionen Jahren beispiellos war, als die Erde viel wärmer war als heute und keine atlantischen Eiskappen vorhanden waren. Rekonstruktionen von Temperatur und pCO2 kann uns einen Einblick in das geben, was vor uns liegt, wenn wir CO nicht verlangsamen2 Emissionen.

Auf langen Zeitskalen, wenn pCO2 nimmt zu, die Erwärmung stimuliert die Kohlenstoffpumpen und hilft so pCO2 verringern. Diese negative Rückkopplung kann als geologischer Thermostat wirken. Leider ist es so zu langsam schnell genug zu reagieren, um unsere schnellen Emissionen zu kompensieren. Auf der Zeitskala eines Jahrzehnts verschlimmert die Erwärmung das CO2 Freisetzung in die Atmosphäre. Wenn die Temperatur steigt, erwärmen sich die Ozeane und setzen gelöstes CO frei2 zur Atmosphäre. Seit 2.6 Millionen Jahren werden Gletscher- und Interglazialzyklen durch die Erdumlaufbahn erzwungen Schwankungen und CO2 war nur ein internes positives Feedback. Heute anthropogenes CO2 führt und verstärkt die anhaltende Erwärmung.

CO₂-Level und Klimawandel: Gibt es wirklich eine Kontroverse? Geologischer Thermostat des Kohlenstoffkreislaufs. Das + bedeutet, dass die Parameter durch eine Erhöhung des vor dem Pfeil befindlichen Faktors stimuliert werden. Das - bedeutet, dass der Parameter gedämpft ist. Beispielsweise verringern Kohlenstoffpumpen das atmosphärische CO & subXNUMX;, während vulkanische Einträge es erhöhen. Pierre-Henri Blard und Guillaume Paris

Als Ergebnis des pCO2 erhöhen, hat sich die durchschnittliche Oberflächentemperatur bereits um erhöht fast 1 ° C. zwischen 1901 und 2012. Die Erdoberfläche war in der Vergangenheit viel wärmer als heute und wird sich schließlich abkühlen. Die Folgen der kurzfristigen Veränderungen sind jedoch katastrophal. Neben höheren Oberflächentemperaturen können extreme Wetterereignisse, Versauerung der Ozeane, Eisschmelzen und Anstieg des Meeresspiegels unser tägliches Leben erheblich stören und die Ökosysteme um uns herum schädigen.

Die Geowissenschaften helfen uns, die Vergangenheit unseres Planeten zu verstehen. Wir können die Erdumlaufbahn, die Tektonik oder die ozeanische Zirkulation nicht kontrollieren, aber wir können unsere Treibhausgasemissionen kontrollieren. Die Zukunft ist für uns alle zu bauen.Das Gespräch

Über den Autor

Guillaume Paris, Géochimiste, Chargé de Récherche CNRS au Centre de Récherches pétrographiques et géochimiques de Nancy, Universität von Lothringen und Pierre-Henri Blard, Géochronologue et paléoclimatologue, CNRS - Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (Nancy) und Laboratoire de glaciologie (Bruxelles), Universität von Lothringen

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

Bücher zum Thema

Klimawandel: Was jeder wissen muss

von Joseph Romm
0190866101Die wesentliche Grundlage für das, was das bestimmende Thema unserer Zeit sein wird, Klimawandel: Was jeder wissen muss® ist ein klarer Überblick über die Wissenschaft, Konflikte und Auswirkungen unseres sich erwärmenden Planeten. Von Joseph Romm, Chief Science Advisor für National Geographic Jahre in der Hölle Serie und eine von Rolling Stones "100-Leuten, die Amerika verändern" Klimawechsel bietet benutzerfreundliche, wissenschaftlich fundierte Antworten auf die schwierigsten (und am häufigsten politisierten) Fragen, die die Klimatologin Lonnie Thompson als "klare und gegenwärtige Gefahr für die Zivilisation" bezeichnet. Erhältlich bei Amazon

Klimawandel: Die Wissenschaft von der globalen Erwärmung und unserer Energiezukunft, 2. Auflage

von Jason Smerdon
0231172834Diese zweite Ausgabe von Klimawechsel ist ein zugänglicher und umfassender Leitfaden für die Wissenschaft hinter der globalen Erwärmung. Exquisit illustriert, richtet sich der Text an Studierende auf verschiedenen Ebenen. Edmond A. Mathez und Jason E. Smerdon bieten eine breite, informative Einführung in die Wissenschaft, die unserem Verständnis des Klimasystems und der Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Erwärmung unseres Planeten zugrunde liegt. Mathez und Smerdon beschreiben die Rolle der Atmosphäre und des Ozeans Spielen Sie in unserem Klima, führen Sie das Konzept der Strahlungsbilanz ein und erklären Sie die Klimaveränderungen, die in der Vergangenheit stattgefunden haben. Sie beschreiben auch die menschlichen Aktivitäten, die das Klima beeinflussen, wie Treibhausgas- und Aerosolemissionen und Entwaldung sowie die Auswirkungen natürlicher Phänomene. Erhältlich bei Amazon

Die Wissenschaft des Klimawandels: Ein praktischer Kurs

von Blair Lee, Alina Bachmann
194747300XDie Wissenschaft vom Klimawandel: Ein praktischer Kurs besteht aus Text und achtzehn praktischen Aktivitäten Erklären und Lehren der Wissenschaft der globalen Erwärmung und des Klimawandels, wie der Mensch verantwortlich ist und was getan werden kann, um die globale Erwärmung und den Klimawandel zu verlangsamen oder zu stoppen. Dieses Buch ist ein vollständiger, umfassender Leitfaden zu einem wichtigen Umweltthema. In diesem Buch werden folgende Themen behandelt: Wie Moleküle Energie von der Sonne übertragen, um die Atmosphäre zu erwärmen, Treibhausgase, Treibhauseffekt, globale Erwärmung, industrielle Revolution, Verbrennungsreaktion, Rückkopplungsschleifen, Beziehung zwischen Wetter und Klima, Klimawandel, Kohlenstoffsenken, Aussterben, CO2-Bilanz, Recycling und alternative Energie. Erhältlich bei Amazon

Vom Herausgeber:
Einkäufe bei Amazon gehen zu Lasten der Transportkosten InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, und ClimateImpactNews.com Kostenlos und ohne Werbetreibende, die Ihre Surfgewohnheiten verfolgen. Selbst wenn Sie auf einen Link klicken, aber diese ausgewählten Produkte nicht kaufen, zahlt uns alles, was Sie bei demselben Besuch bei Amazon kaufen, eine kleine Provision. Es fallen keine zusätzlichen Kosten für Sie an. Bitte tragen Sie zum Aufwand bei. Du kannst auch nutzen Sie diesen Link jederzeit für Amazon nutzbar, damit Sie unsere Bemühungen unterstützen können.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Folge InnerSelf weiter

facebook-icontwitter-iconRSS-Symbol

Holen Sie sich das Neueste per E-Mail

{Emailcloak = off}

VON DEN HERAUSGEBERN

InnerSelf Newsletter: September 20, 2020
by Innerself Mitarbeiter
Das Thema des Newsletters in dieser Woche kann als "Sie können es tun" oder genauer als "Wir können es schaffen!" Zusammengefasst werden. Dies ist eine andere Art zu sagen "Sie / wir haben die Macht, eine Änderung vorzunehmen". Das Bild von…
Was für mich funktioniert: "Ich kann es schaffen!"
by Marie T. Russell, InnerSelf
Der Grund, warum ich teile, "was für mich funktioniert", ist, dass es möglicherweise auch für Sie funktioniert. Wenn nicht genau so, wie ich es mache, da wir alle einzigartig sind, kann eine gewisse Abweichung in der Einstellung oder Methode durchaus etwas sein ...
InnerSelf Newsletter: September 6, 2020
by Innerself Mitarbeiter
Wir sehen das Leben durch die Linsen unserer Wahrnehmung. Stephen R. Covey schrieb: „Wir sehen die Welt nicht so wie sie ist, sondern so wie wir sind oder wie wir konditioniert sind, um sie zu sehen.“ Also schauen wir uns diese Woche einige an…
InnerSelf Newsletter: August 30, 2020
by Innerself Mitarbeiter
Die Straßen, auf denen wir heutzutage unterwegs sind, sind so alt wie die Zeit, aber für uns neu. Die Erfahrungen, die wir machen, sind so alt wie die Zeit, aber sie sind auch neu für uns. Gleiches gilt für die…
Wenn die Wahrheit so schrecklich ist, dass es weh tut, ergreifen Sie Maßnahmen
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
Inmitten all der Schrecken, die heutzutage stattfinden, inspirieren mich die Hoffnungsschimmer, die durchscheinen. Gewöhnliche Menschen, die sich für das einsetzen, was richtig ist (und gegen das, was falsch ist). Baseballspieler,…