Pământul nu este singura planetă din Sistemul Solar cu o atmosferă, dar atmosfera sa este singura în care ființele umane ar putea supraviețui. Componenta principală a atmosferei Pământului, precum cea a lunii Titan a lui Saturn, este azotul, iar celălalt element abundent este oxigenul. Formând aproximativ 1% din atmosferă sunt o serie de alți compuși, inclusiv dioxidul de carbon, care joacă un rol semnificativ în încălzirea planetei.
Compoziția atmosferică a dioxidului de carbon
Nivelurile de dioxid de carbon din atmosferă nu sunt constante - ele au crescut cu aproape 40% de la Revoluția industrială, potrivit omului de știință climatice Todd Sanford. Sunt mici comparativ cu principalele componente atmosferice ale azotului și oxigenului. Oamenii de știință le exprimă ca părți pe milion sau ppm. În martie 2011, nivelurile de dioxid de carbon erau la 391 ppm, ceea ce reprezintă 0,0391% din atmosferă. Aceasta corespunde aproximativ unei mase de 3 trilioane de tone. După azot, oxigen, vapori de apă și argon, dioxidul de carbon este al cincilea cel mai abundent gaz din atmosferă.
Măsurarea nivelurilor de dioxid de carbon
Începând cu anii 1950 și continuând până în 2013, oamenii de știință au întreprins un program de măsurare a nivelului de dioxid de carbon la Mauna Loa din Hawaii. Programul, operat de Institutul de Oceanografie Scripps, a produs un record care arată o creștere constantă de la an la an a nivelurilor de dioxid de carbon. Curba Keeling, numită după omul de știință care a condus inițial programul, oferă dovezi pentru creșterea nivelului de dioxid de carbon. Pe lângă faptul că prezintă o creștere constantă a nivelurilor de dioxid de carbon în atmosferă, aceasta demonstrează sezonier fluctuațiile nivelurilor de dioxid de carbon atmosferic cauzate de creșterea și degradarea plantelor din nord Emisferă.
Un gaz cu efect de seră
Dioxidul de carbon este un gaz cu efect de seră; absoarbe lumina soarelui reflectată de la suprafața planetei și încălzește atmosfera. În absența sa, lumina soarelui ar radia în spațiu. Dioxidul de carbon nu este singurul gaz care face acest lucru - metanul și oxidul de azot sunt și mai puternice gaze cu efect de seră. Cu toate acestea, concentrațiile mai mari de dioxid de carbon și faptul că concentrațiile cresc face dioxid de carbon cel mai important gaz cu efect de seră. Deși mult dioxid de carbon atmosferic se dizolvă în apă de mare și sol și devine materie primă pentru fotosinteză, curba Keeling demonstrează că producția acestui gaz o depășește consum.
Creșterea nivelurilor de dioxid de carbon
Datorită abilității sale de a forma molecule complexe, ciclul carbonului încetează prin ecosistem de la sol și oceane la atmosferă. Nivelurile de dioxid de carbon sunt legate de acest ciclu; dioxidul de carbon gaz produs de vulcani se dizolvă în oceane pentru a-i face mai acizi și devine materia primă pentru fotosinteză. Acest ciclu natural devine perturbat de adăugarea de dioxid de carbon suplimentar în atmosferă, cum se întâmplă prin arderea combustibililor fosili. Efectele pot include creșterea temperaturilor și creșterea acidității oceanului, ceea ce poate pune viața marină în pericol.