Jorden er ikke den eneste planet i solsystemet med en atmosfære, men dens atmosfære er den eneste, hvor mennesker ville være i stand til at overleve. Hovedkomponenten i Jordens atmosfære, som Saturnus måne Titan, er nitrogen, og det andet rigelige element er ilt. Dannelse af ca. 1 procent af atmosfæren er et væld af andre forbindelser, herunder kuldioxid, som spiller en væsentlig rolle i opvarmningen af planeten.
Atmosfærisk sammensætning af kuldioxid
Kuldioxidniveauer i atmosfæren er ikke konstante - de er steget med næsten 40 procent siden den industrielle revolution, ifølge klimaforsker Todd Sanford. De er små sammenlignet med de vigtigste atmosfæriske komponenter af nitrogen og ilt. Forskere udtrykker dem som dele pr. Million eller ppm. I marts 2011 var kuldioxidniveauerne 391 ppm, hvilket er 0,0391 procent af atmosfæren. Dette svarer omtrent til en masse på 3 billioner tons. Efter nitrogen, ilt, vanddamp og argon er kuldioxid den femte mest forekommende gas i atmosfæren.
Måling af kuldioxidniveauer
Begyndende i 1950'erne og fortsætter gennem 2013 har forskere foretaget et program til måling af kuldioxidniveauer ved Mauna Loa på Hawaii. Programmet, der drives af Scripps Institute of Oceanography, har produceret en rekord, der viser en jævn stigning i kuldioxidniveauer år for år. Keeling Curve, opkaldt efter videnskabsmanden, der oprindeligt ledede programmet, giver bevis for stigende kuldioxidniveauer. Udover at vise en konstant opadgående stigning i kuldioxidniveauer i atmosfæren, viser det sæsonbestemt udsving i atmosfærisk kuldioxidniveauer forårsaget af vækst og forfald af planter i det nordlige Halvkugle.
En drivhusgas
Kuldioxid er en drivhusgas; det absorberer sollys reflekteret fra jordens overflade og varmer atmosfæren. I fravær ville sollyset stråle ud i rummet. Kuldioxid er ikke den eneste gas, der gør dette - metan og lattergas er endnu mere potente drivhusgasser. Men de højere koncentrationer af kuldioxid og det faktum, at koncentrationerne stiger lav kuldioxid den vigtigste drivhusgas. Selvom meget atmosfærisk kuldioxid opløses i havvand og jord og bliver råmateriale til fotosyntese demonstrerer Keeling Curve, at produktionen af denne gas overstiger dens forbrug.
Stigende kuldioxidniveauer
På grund af dets evne til at danne komplekse molekyler cykler kulstof uophørligt gennem økosystemet fra jorden og havene til atmosfæren. Kuldioxidniveauer er relateret til denne cyklus; kuldioxidgas produceret af vulkaner opløses i havene for at gøre dem mere sure, og det bliver råmaterialet til fotosyntese. Denne naturlige cyklus forstyrres af tilsætningen af ekstra kuldioxid i atmosfæren, som det sker gennem afbrænding af fossile brændstoffer. Effekter kan omfatte stigende temperaturer og øget surhedsgrad i havet, hvilket kan bringe havliv i fare.