Ziemia nie jest jedyną planetą w Układzie Słonecznym z atmosferą, ale jej atmosfera jest jedyną, w której ludzie byliby w stanie przetrwać. Głównym składnikiem ziemskiej atmosfery, podobnie jak Tytana, księżyca Saturna, jest azot, a innym obfitym pierwiastkiem jest tlen. Tworząc około 1 procent atmosfery, składa się wiele innych związków, w tym dwutlenek węgla, który odgrywa znaczącą rolę w ocieplaniu planety.
Atmosferyczny skład dwutlenku węgla
Według klimatologa Todda Sanforda poziom dwutlenku węgla w atmosferze nie jest stały – od czasu rewolucji przemysłowej wzrósł o prawie 40 procent. Są małe w porównaniu z głównymi składnikami atmosferycznymi azotu i tlenu. Naukowcy wyrażają je w częściach na milion, czyli ppm. W marcu 2011 r. poziom dwutlenku węgla wynosił 391 ppm, co stanowi 0,0391 procent atmosfery. Odpowiada to w przybliżeniu masie 3 bilionów ton. Po azocie, tlenie, parze wodnej i argonie dwutlenek węgla jest piątym najpowszechniejszym gazem w atmosferze.
Pomiar poziomu dwutlenku węgla
Począwszy od lat 50. XX wieku i kontynuując do 2013 r., naukowcy podjęli program pomiaru poziomu dwutlenku węgla w Mauna Loa na Hawajach. Program, prowadzony przez Scripps Institute of Oceanography, zaowocował rekordem, który pokazuje stały wzrost poziomu dwutlenku węgla z roku na rok. Krzywa Keelinga, nazwana na cześć naukowca, który pierwotnie kierował programem, dostarcza dowodów na wzrost poziomu dwutlenku węgla. Oprócz wykazywania stałego wzrostu poziomu dwutlenku węgla w atmosferze, wykazuje również sezonowość wahania poziomu dwutlenku węgla w atmosferze spowodowane wzrostem i gniciem roślin na północy Półkula.
Gaz cieplarniany
Dwutlenek węgla jest gazem cieplarnianym; pochłania światło słoneczne odbite od powierzchni planety i ogrzewa atmosferę. W przypadku jej braku światło słoneczne promieniowałoby w kosmos. Dwutlenek węgla nie jest jedynym gazem, który to robi – metan i podtlenek azotu są jeszcze silniejszymi gazami cieplarnianymi. Jednak wyższe stężenia dwutlenku węgla i fakt, że stężenia rosną zrobić dwutlenek węgla najważniejszy gaz cieplarniany. Chociaż większość atmosferycznego dwutlenku węgla rozpuszcza się w wodzie morskiej i glebie i staje się surowcem dla fotosyntezy krzywa Keelinga pokazuje, że produkcja tego gazu przekracza jego konsumpcja.
Rosnący poziom dwutlenku węgla
Ze względu na swoją zdolność do tworzenia złożonych cząsteczek węgiel nieustannie krąży w ekosystemie od gleby i oceanów do atmosfery. Poziomy dwutlenku węgla są związane z tym cyklem; Gazowy dwutlenek węgla wytwarzany przez wulkany rozpuszcza się w oceanach, czyniąc je bardziej kwaśnymi i staje się surowcem do fotosyntezy. Ten naturalny cykl zostaje zakłócony przez dodanie do atmosfery dodatkowego dwutlenku węgla, na przykład podczas spalania paliw kopalnych. Skutki mogą obejmować wzrost temperatury i zwiększoną kwasowość oceanów, co może narazić życie morskie na niebezpieczeństwo.
