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A relação entre o CO atmosférico 2 níveis e mudanças climáticas são freqüentemente percebidos como um assunto controverso. Embora não haja desacordo real entre os cientistas do clima - cerca de 90% concordam plenamente que a atividade humana é claramente responsável pela mudança climática - nos Estados Unidos em 2016, apenas 50% do público em geral chegou à mesma conclusão. Para aumentar a confusão geral, "negadores da mudança climática" altamente ativos afirmam que a temperatura evoluiu independentemente do CO 2 concentrações atmosféricas ao longo da história da Terra, e que, portanto, o aumento do CO de hoje 2 os níveis não são um problema.
Então, os cientistas entenderam a história errado? No. CO 2 há muito contribui para controlar o clima da Terra, e sua concentração crescente na atmosfera e nos oceanos é uma grande ameaça para a humanidade.
Junto com a atividade solar e albedo, os gases do efeito estufa são uma parte fundamental do orçamento radiativo da Terra e exercem um forte controle sobre a temperatura da superfície. Embora o vapor de água seja o principal gás de efeito estufa na Terra, CO 2 chama muito mais atenção porque pode liderar ativamente as mudanças climáticas.
Infelizmente, atividade humana entrega CO 2 para a atmosfera a uma taxa 70 vezes maior do que todos os vulcões da Terra juntos. Como resultado, CO atmosférico 2 concentração (ou pCO 2 ) aumenta e a superfície da Terra aquece a um ritmo que nenhum fator natural pode explicar.
Nós sabemos que CO 2 é um controle de temperatura e podemos demonstrá-lo de várias maneiras. Um deles é através da exploração da história da Terra.
Clima e temperatura ao longo dos tempos geológicos
Usando pedras, fósseis e suas propriedades químicas e físicas, geocientistas reconstruíram períodos quentes e frios ao longo da história da Terra. Para demonstrar a ligação entre o clima, temperatura e pCO 2 milhões de anos atrás, precisamos reconstruir cada um deles independentemente. Para fazer isso, usamos gravadores climáticos chamados "proxies".
A composição isotópica dos átomos de oxigênio, escrito δ¹⁸O, medido em conchas calcárias antigas, é um deles. Ele nos permite reconstruir as temperaturas anteriores da água do mar com um conhecido grau de incerteza que depende da precisão analítica e de como parâmetros como a água do mar δ¹⁸O, a salinidade e o pH também afetam o δ¹⁸O das conchas.
Porque a história geológica afeta as rochas e seus sinais, quanto mais voltamos no tempo, maiores são as incertezas. Assim, combinamos diferentes proxies e formulamos hipóteses que melhoram continuamente com anos de pesquisa. Estabelecer tais reconstruções é um processo lento, processo complicado (às vezes doloroso), mas eles se tornam mais e mais confiáveis a cada ano, à medida que as incertezas diminuem. Se as incertezas forem muito grandes, as interpretações dependem da parcimônia:o modelo mais simples deve ser considerado o mais provável. O que importa é que os cientistas saibam estimar as incertezas, e compartilhá-los.
Geral, As reconstruções da temperatura da água do mar concordam com as observações geológicas da história do clima:as principais eras do gelo coincidem com a temperatura global mais baixa. Em particular, δ¹⁸O indicam um resfriamento constante de 50 milhões de anos em diante, levando ao clima pré-industrial.
A história do pCO 2
Existem proxies para pCO 2 também. Por exemplo, paleontologistas contam estômatos - aberturas através das quais as plantas respiram, trocar umidade e absorver CO 2 para fotossíntese - em folhas fósseis. Quanto mais CO 2 é abundante, menos estômatos são necessários. Um fator que adiciona um grau de incerteza é que as plantas têm menos estômatos em climas mais secos e mais em climas úmidos.
Folhas fósseis são raras e pCO atmosférico 2 os dados são escassos para períodos antigos da Terra. Na ausência de dados (suficientes), a modelagem numérica ajuda a explicar os dados com uma abordagem globalmente coerente que respeita as leis fundamentais da física. Um dos mais famosos é o GEOCARB, um modelo geológico do ciclo do carbono desenvolvido para reconstruir o pCO 2 história de Robert Berner e seus colegas.
Em escalas de tempo superiores a 100, 000 anos, pCO 2 é adicionado principalmente de vulcões, e perdida por meio de duas bombas de carbono:a bomba biológica e a bomba de carbonato.
Durante a fotossíntese, plantas e algas absorvem CO 2 para construir sua matéria orgânica. Quando eles morrem, este CO 2 pode ficar preso em sedimentos. Esta é a bomba biológica. A bomba de carbonato é o acoplamento entre o intemperismo dos continentes e a precipitação de rochas carbonáticas. CO 2 acidifica as águas superficiais que dissolvem as rochas. Os elementos dissolvidos são levados para o oceano, onde são usados para construir material calcário, como conchas ou corais, que eventualmente se tornam calcários. Ano após ano, essas bombas armazenam CO 2 longe da atmosfera.
No passado, vulcões poderiam ter sido mais ou menos ativos; continentes estavam em locais diferentes, que afetou as bombas de carbono. Berner e colegas quantificaram como a evolução conhecida desses parâmetros afetou o ciclo do carbono e, Portanto, pCO atmosférico 2 . Eles conheciam e exibiam sua incerteza de modelo. Seus resultados devem ser apresentados com um envelope de estimativa, não como um determinado valor.
Tempos de maior pCO 2 são períodos quentes. Por outro lado, diminuição do CO atmosférico 2 o conteúdo desencadeou períodos glaciais, como o Carbonífero e as eras glaciais modernas, com a possível exceção do Hirnantiano (445 milhões de anos atrás). Modelos recentes sugerem que, para este período remoto, a configuração tectônica desempenhou um papel específico.
Como os humanos afetam rapidamente o clima
Ao longo do período de tempo começando no ponto em que os dinossauros foram extintos (um relativamente recente 66 My ago), geólogos podem contar com muitas temperaturas e CO 2 proxies além de δ¹⁸O ou folhas fósseis. Quanto mais nos aproximamos de nossa era, quanto mais proxies houver e menos incertezas serão, até que possamos conectar dados geológicos e de núcleo de gelo que se apoiam mutuamente.
A tectônica modificou a circulação oceânica e levou à construção de cadeias de montanhas como o Himalaia. Ambos os fatores afetaram as bombas de carbono e pCO forçado 2 diminuir, conforme mostrado por proxies e de acordo com as tendências do GEOCARB. Esta diminuição no pCO 2 levou ao resfriamento observado e levou a Terra à atual alternância glacial-interglacial.
Podemos determinar a partir de núcleos de gelo e proxies que pCO 2 oscilou entre 200 e 350 ppm por 2,6 milhões de anos e aumentou repentinamente de 280 para 410 ppm entre 1850 e 2018. pCO 2 está caminhando para níveis sem precedentes em 5, ou mesmo 30 milhões de anos, quando a Terra estava muito mais quente do que hoje e nenhuma calota de gelo do Atlântico estava presente. Reconstruções de temperatura e pCO 2 pode nos oferecer um vislumbre do que está à nossa frente se não desacelerarmos o CO 2 emissões.
Em escalas de tempo longas, quando pCO 2 aumenta, o aquecimento estimula as bombas de carbono, ajudando assim o pCO 2 diminuir. Esse feedback negativo pode atuar como um termostato geológico. Infelizmente, é muito lento para reagir com rapidez suficiente para compensar nossas emissões rápidas. Na escala de tempo de uma década, o aquecimento agrava o CO 2 liberar para a atmosfera. Quando a temperatura aumenta, oceanos aquecem e liberam CO dissolvido 2 para a atmosfera. Por 2,6 milhões de anos, os ciclos glaciais e interglaciais foram forçados pelas flutuações orbitais da Terra e CO 2 foi apenas um feedback positivo interno. Hoje, CO antropogênico 2 conduz e amplifica o aquecimento contínuo.
Como resultado do pCO 2 aumentar, a temperatura média da superfície já aumentou quase 1 ° C entre 1901 e 2012. A superfície da Terra esteve muito mais quente do que hoje no passado e, eventualmente, esfriará. Contudo, as consequências das mudanças de curto prazo são desastrosas. Além de temperaturas de superfície mais altas, eventos climáticos extremos, acidificação do oceano, o derretimento do gelo e a elevação do nível do mar estão prestes a perturbar significativamente nossas vidas diárias e prejudicar os ecossistemas ao nosso redor.
Earth science helps us understand the past of our planet. We cannot control Earth's orbit, tectonics or oceanic circulation but we can control our greenhouse-gas emissions. The future is for all of us to build.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original. 
