Zeme nav vienīgā Saules sistēmas planēta ar atmosfēru, taču tās atmosfēra ir vienīgā, kurā cilvēki spētu izdzīvot. Zemes atmosfēras galvenā sastāvdaļa, tāpat kā Saturna pavadoņa Titāna, ir slāpeklis, un otrs bagātīgais elements ir skābeklis. Aptuveni 1 procents atmosfēras veido virkni citu savienojumu, ieskaitot oglekļa dioksīdu, kam ir nozīmīga loma planētas sasilšanā.
Oglekļa dioksīda sastāvs atmosfērā
Oglekļa dioksīda līmenis atmosfērā nav nemainīgs - kopš rūpnieciskās revolūcijas tas ir pieaudzis par gandrīz 40 procentiem, uzskata klimata zinātnieks Tods Sanfords. Tie ir mazi, salīdzinot ar slāpekļa un skābekļa galvenajiem atmosfēras komponentiem. Zinātnieki tos izsaka kā miljona daļas jeb ppm. 2011. gada martā oglekļa dioksīda līmenis bija 391 ppm, kas ir 0,0391 procents no atmosfēras. Tas aptuveni atbilst 3 triljonu tonnu masai. Pēc slāpekļa, skābekļa, ūdens tvaiku un argona oglekļa dioksīds ir piektā bagātākā gāze atmosfērā.
Oglekļa dioksīda līmeņa mērīšana
Sākot ar 50. gadiem un turpinoties līdz 2013. gadam, zinātnieki ir veikuši programmu oglekļa dioksīda līmeņa mērīšanai Mauna Loa Havaju salās. Scripps okeanogrāfijas institūta vadītā programma ir devusi rekordu, kas parāda stabilu oglekļa dioksīda līmeņa pieaugumu katru gadu. Kīlinga līkne, kas nosaukta pēc zinātnieka, kurš sākotnēji vadīja programmu, sniedz pierādījumus par oglekļa dioksīda līmeņa paaugstināšanos. Papildus tam, ka atmosfērā vienmērīgi palielinās oglekļa dioksīda līmenis, tas liecina arī par sezonālu atmosfēras oglekļa dioksīda līmeņa svārstības, ko izraisa augu augšana un bojāšanās ziemeļdaļā Puslode.
Siltumnīcas gāze
Oglekļa dioksīds ir siltumnīcefekta gāze; tas absorbē saules gaismu, kas atspoguļojas no planētas virsmas, un sasilda atmosfēru. Ja tā nebūtu, saules gaisma izstarotu kosmosā. Oglekļa dioksīds nav vienīgā gāze, kas to dara - metāns un slāpekļa oksīds ir vēl spēcīgākas siltumnīcefekta gāzes. Tomēr lielāka oglekļa dioksīda koncentrācija un fakts, ka koncentrācija pieaug padarīt oglekļa dioksīdu vissvarīgākā siltumnīcefekta gāze. Kaut arī daudz atmosfēras oglekļa dioksīda izšķīst jūras ūdenī un augsnē un kļūst par izejvielu fotosintēzei Kīlinga līkne parāda, ka šīs gāzes ražošana pārsniedz to patēriņš.
Augošs oglekļa dioksīda līmenis
Sakarā ar spēju veidot sarežģītas molekulas, ogleklis nemitīgi pārvietojas pa ekosistēmu no augsnes un okeāniem līdz atmosfērai. Oglekļa dioksīda līmenis ir saistīts ar šo ciklu; oglekļa dioksīda gāze, ko ražo vulkāni, izšķīst okeānos, lai padarītu tos skābākus, un tā kļūst par fotosintēzes izejvielu. Šo dabisko ciklu saasina papildu atmosfēras pievienošana oglekļa dioksīdam, kas notiek, sadedzinot fosilo kurināmo. Sekas var būt temperatūras paaugstināšanās un paaugstināts okeāna skābums, kas var apdraudēt jūras dzīvi.