Η Γη δεν είναι ο μόνος πλανήτης στο Ηλιακό Σύστημα με ατμόσφαιρα, αλλά η ατμόσφαιρά της είναι ο μόνος στον οποίο τα ανθρώπινα όντα θα μπορούσαν να επιβιώσουν. Το κύριο συστατικό της ατμόσφαιρας της Γης, όπως εκείνο του Τιτάνα του φεγγαριού του Κρόνου, είναι το άζωτο και το άλλο άφθονο στοιχείο είναι το οξυγόνο. Σχηματίζοντας περίπου το 1 τοις εκατό της ατμόσφαιρας είναι ένα πλήθος άλλων ενώσεων, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο παίζει σημαντικό ρόλο στη θέρμανση του πλανήτη.
Ατμοσφαιρική σύνθεση διοξειδίου του άνθρακα
Τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα δεν είναι σταθερά - έχουν αυξηθεί κατά σχεδόν 40% από τη Βιομηχανική Επανάσταση, σύμφωνα με τον επιστήμονα του κλίματος Todd Sanford. Είναι μικρά σε σύγκριση με τα κύρια ατμοσφαιρικά συστατικά του αζώτου και του οξυγόνου. Οι επιστήμονες τα εκφράζουν ως μέρη ανά εκατομμύριο ή ppm. Τον Μάρτιο του 2011, τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα ήταν στα 391 ppm, που είναι 0,0391% της ατμόσφαιρας. Αυτό αντιστοιχεί περίπου σε μάζα 3 τρισεκατομμυρίων τόνων. Μετά το άζωτο, το οξυγόνο, τους υδρατμούς και το αργό, το διοξείδιο του άνθρακα είναι το πέμπτο πιο άφθονο αέριο στην ατμόσφαιρα.
Μέτρηση των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα
Ξεκινώντας τη δεκαετία του 1950 και συνεχίζοντας μέχρι το 2013, οι επιστήμονες έχουν ξεκινήσει ένα πρόγραμμα για τη μέτρηση των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα στο Mauna Loa της Χαβάης. Το πρόγραμμα, το οποίο διαχειρίζεται το Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps, έχει δημιουργήσει ένα ρεκόρ που δείχνει μια σταθερή αύξηση των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα από έτος σε έτος. Η καμπύλη Keeling, που πήρε το όνομά της από τον επιστήμονα που διευθύνει αρχικά το πρόγραμμα, παρέχει στοιχεία για την αύξηση των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα. Εκτός από μια σταθερή ανοδική πορεία στα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, δείχνει εποχιακή διακυμάνσεις στα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα που προκαλούνται από την ανάπτυξη και τη φθορά των φυτών στο Βόρειο Ημισφαίριο.
Ένα αέριο θερμοκηπίου
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι αέριο θερμοκηπίου. απορροφά το φως του ήλιου που ανακλάται από την επιφάνεια του πλανήτη και θερμαίνει την ατμόσφαιρα. Σε περίπτωση απουσίας του, το φως του ήλιου θα εκπέμπει στο διάστημα. Το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι το μόνο αέριο που το κάνει αυτό - το μεθάνιο και το νιτρώδες οξείδιο είναι ακόμη πιο ισχυρά αέρια θερμοκηπίου. Ωστόσο, οι υψηλότερες συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα και το γεγονός ότι οι συγκεντρώσεις αυξάνονται παράγει διοξείδιο του άνθρακα το πιο σημαντικό αέριο του θερμοκηπίου. Αν και πολύ ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα διαλύεται σε θαλασσινό νερό και έδαφος και γίνεται πρώτη ύλη για τη φωτοσύνθεση, η καμπύλη Keeling δείχνει ότι η παραγωγή αυτού του αερίου υπερβαίνει το κατανάλωση.
Αυξανόμενα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα
Λόγω της ικανότητάς του να σχηματίζει σύνθετα μόρια, οι κύκλοι του άνθρακα διαρκώς διαρκώς μέσω του οικοσυστήματος από το έδαφος και τους ωκεανούς στην ατμόσφαιρα. Τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα σχετίζονται με αυτόν τον κύκλο. αέριο διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται από ηφαίστεια διαλύεται στους ωκεανούς για να τα καταστήσει πιο όξινο και γίνεται η πρώτη ύλη για τη φωτοσύνθεση. Αυτός ο φυσικός κύκλος διαταράσσεται από την προσθήκη επιπλέον διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, όπως συμβαίνει μέσω της καύσης ορυκτών καυσίμων. Τα αποτελέσματα μπορεί να περιλαμβάνουν την αύξηση των θερμοκρασιών και την αύξηση της οξύτητας των ωκεανών, η οποία μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη θαλάσσια ζωή.