Dies hat in der Vergangenheit zu einem großen Klimawandel geführt

Was hat in der Vergangenheit zu einem großen Klimawandel geführt? Shutterstock

Die Erde hatte in den letzten Millionen Jahren mehrere Perioden mit hohem Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre und hohen Temperaturen. Können Sie erklären, was diese Zeiträume verursacht hat, da in diesen Zeiten keine fossilen Brennstoffe oder andere Quellen menschlicher Kohlendioxidfreisetzung verbrannt wurden?

Das Verbrennen fossiler Brennstoffe oder Vegetation ist eine Möglichkeit, Kohlendioxid in die Luft zu bringen - und darin sind wir sehr gut geworden. Menschen erzeugen fast 40 Milliarden Tonnen Kohlendioxid jedes Jahr, hauptsächlich durch Verbrennung fossiler Brennstoffe.

Kohlendioxid bleibt in der Luft seit Jahrhunderten bis Jahrtausenden und es baut sich im Laufe der Zeit auf. Seit wir vor rund 300 Jahren mit der systematischen Nutzung von Kohle und Öl als Brennstoff begonnen haben, ist die Menge an Kohlendioxid in der Luft um fast die Hälfte gestiegen.

Dies hat in der Vergangenheit zu einem großen Klimawandel geführt NOAA

Abgesehen von den Emissionen, die wir hinzufügen, steigen und sinken die Kohlendioxidkonzentrationen in der Luft als Teil der natürlichen Emissionen Kohlenstoffzyklus, angetrieben durch den Austausch zwischen Luft, Ozeanen und der Biosphäre (Leben auf der Erde) und letztendlich durch geologische Prozesse.

Natürliche Veränderungen des Kohlendioxids

Jedes Jahr steigen und fallen die Kohlendioxidkonzentrationen ein wenig, wenn die Pflanzen im Frühling und Sommer wachsen und im Herbst und Winter absterben. Das Timing dafür saisonaler Anstieg und Abfall ist an die Jahreszeiten der nördlichen Hemisphäre gebunden, da der größte Teil der Landoberfläche der Erde dort ist.

Die Ozeane spielen auch eine aktive Rolle im Kohlenstoffkreislauf und tragen zu Schwankungen über einige Monate bei, um Verschiebungen über Jahrhunderte hinweg zu verlangsamen. Meerwasser nimmt Kohlendioxid direkt in einem Austausch auf zwischen Luft und Meerwasser. Winzige Meerespflanzen verwenden Kohlendioxid für die Photosynthese und viele mikroskopisch kleine Meeresorganismen verwenden Kohlenstoffverbindungen, um Schalen herzustellen. Wenn diese marinen Mikroorganismen sterben und auf den Meeresboden sinken, nehmen sie den Kohlenstoff mit.

Gemeinsam absorbieren die Biosphäre (Ökosysteme an Land und in Böden) und die Ozeane die Hälfte des gesamten vom Menschen emittierten Kohlendioxidsund dies verlangsamt die Geschwindigkeit des Klimawandels. Da sich das Klima jedoch weiter ändert und sich die Ozeane weiter erwärmen, ist nicht klar, ob die Biosphäre und die Ozeane weiterhin einen so großen Teil unserer Emissionen absorbieren werden. Wenn sich Wasser erwärmt, ist es weniger in der Lage, Kohlendioxid zu absorbieren, und wenn sich das Klima ändert, werden viele Ökosysteme gestresst und können Kohlendioxid weniger photosynthetisieren.

Die tiefe Klimageschichte der Erde

Auf Zeitskalen von Hunderttausenden bis Millionen von Jahren haben sich die Kohlendioxidkonzentrationen in der Luft stark verändert, ebenso wie das globale Klima.

Dieses langfristiger Kohlenstoffkreislauf beinhaltet die Bildung und den Zerfall der Erdoberfläche selbst: tektonische Plattenaktivität, Aufbau und Verwitterung von Gebirgsketten, verlängerte vulkanische Aktivität und die Entstehung eines neuen Meeresbodens bei aktiven Verwerfungen im mittleren Ozean.

Der größte Teil des in der Erdkruste gespeicherten Kohlenstoffs liegt in Form von Kalkstein vor, der aus den auf Kohlenstoff basierenden Schalen von Meeresorganismen hergestellt wird, die vor Millionen von Jahren auf den Meeresboden gesunken sind.

Kohlendioxid wird der Luft hinzugefügt, wenn Vulkane ausbrechen, und es wird aus der Luft entfernt, wenn Felsen und Gebirgszüge verwittern und sich abnutzen. Diese Prozesse dauern typischerweise Millionen von Jahren, um Kohlendioxid aus der Atmosphäre hinzuzufügen oder zu entfernen.

In der heutigen Zeit fügen Vulkane der Luft nur wenig Kohlendioxid hinzu 1% dessen, was die menschliche Aktivität derzeit beiträgt. In der Vergangenheit gab es jedoch Zeiten, in denen die vulkanische Aktivität erheblich größer war und große Mengen Kohlendioxid in die Luft ausgestoßen hat.

Ein Beispiel ist etwa 250 Millionen Jahre her, als eine anhaltende vulkanische Aktivität den atmosphärischen Kohlendioxidgehalt dramatisch erhöhte. Dies waren Vulkanausbrüche in großem Umfang - sie dauerten rund zwei Millionen Jahre und ein Massensterben verursachen.

In der jüngeren geologischen Vergangenheit, den letzten 50 Millionen Jahren, ist der Kohlendioxidgehalt insgesamt allmählich gesunken, und das Klima hat sich mit einigen Höhen und Tiefen abgekühlt. Als die Kohlendioxidkonzentration vor zwei bis drei Millionen Jahren niedrig genug wurde (etwa 300 ppm), begann der aktuelle Eiszeitzyklus, aber die Erwärmung, die unsere Emissionen verursachen, ist größer als der natürliche Abkühlungstrend.

Während sich das Erdklima in der Vergangenheit erheblich verändert hat, geschah dies auf geologischen Zeitskalen. Der Kohlenstoff in dem Öl und der Kohle, die wir verbrennen, stellt Kohlendioxid dar, das vor Hunderten von Millionen von Jahren von der Vegetation aufgenommen und dann über Jahrtausende durch geologische Prozesse abgelagert wurde. Wir haben innerhalb weniger Jahrhunderte einen erheblichen Anteil verbrannt.

Wenn die menschlichen Kohlendioxidemissionen in diesem Jahrhundert weiter zunehmen, könnten wir ein Niveau erreichen seit zig Millionen Jahren nicht mehr gesehen, als die Erde ein viel wärmeres Klima mit viel höherem Meeresspiegel und ohne Eisdecke hatte.Das Gespräch

Über den Autor

James Renwick, Professor für Physikalische Geographie (Klimawissenschaft), Te Herenga Waka - Victoria Universität von Wellington

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

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