Zem nie je jedinou planétou v slnečnej sústave s atmosférou, ale jej atmosféra je jedinou, v ktorej by boli ľudia schopní prežiť. Hlavnou zložkou zemskej atmosféry, podobne ako je to na Saturnovom mesiaci Titan, je dusík a ďalším hojným prvkom je kyslík. Približne 1 percento atmosféry tvorí množstvo ďalších zlúčenín vrátane oxidu uhličitého, ktorý zohráva významnú úlohu pri otepľovaní planéty.
Atmosférické zloženie oxidu uhličitého
Úrovne oxidu uhličitého v atmosfére nie sú konštantné - podľa vedca v oblasti klímy Todda Sanforda sa od priemyselnej revolúcie zvýšili o takmer 40 percent. Sú malé v porovnaní s hlavnými atmosférickými zložkami dusíka a kyslíka. Vedci ich vyjadrujú ako časti na milión alebo ppm. V marci 2011 boli hladiny oxidu uhličitého na úrovni 391 ppm, čo je 0,0391 percenta atmosféry. To zhruba zodpovedá hmotnosti 3 bilióny ton. Po dusíku, kyslíku, vodnej pare a argóne je oxid uhličitý piatym najhojnejším plynom v atmosfére.
Meranie úrovní oxidu uhličitého
Od 50. rokov 20. storočia a do roku 2013 vedci uskutočnili program na meranie hladiny oxidu uhličitého na ostrove Mauna Loa na Havaji. Program, ktorý prevádzkuje oceánografický inštitút Scripps, priniesol záznam, ktorý ukazuje stabilný medziročný nárast hladín oxidu uhličitého. Keelingova krivka, pomenovaná podľa vedca, ktorý program pôvodne riadil, poskytuje dôkazy o zvyšovaní hladiny oxidu uhličitého. Okrem toho, že vykazuje stabilné stúpanie hladín oxidu uhličitého v atmosfére, ukazuje to aj sezónne kolísanie hladiny atmosférického oxidu uhličitého spôsobené rastom a rozpadom rastlín na severe Pologuľa
Skleníkový plyn
Oxid uhličitý je skleníkový plyn; absorbuje slnečné svetlo odrazené od povrchu planéty a ohrieva atmosféru. Pri jeho neprítomnosti by slnečné žiarenie vyžarovalo do vesmíru. Oxid uhličitý nie je jediný plyn, ktorý to umožňuje - metán a oxid dusný sú ešte účinnejšie skleníkové plyny. Avšak vyššie koncentrácie oxidu uhličitého a skutočnosť, že tieto koncentrácie stúpajú vyrobiť oxid uhličitý najdôležitejší skleníkový plyn. Aj keď sa veľa atmosférického oxidu uhličitého rozpúšťa v morskej vode a pôde a stáva sa surovinou pre fotosyntézu Keelingova krivka ukazuje, že produkcia tohto plynu presahuje jeho spotreba.
Zvyšujúce sa hladiny oxidu uhličitého
Vďaka svojej schopnosti formovať zložité molekuly uhlík nepretržite cykluje ekosystémom od pôdy a oceánov po atmosféru. Úrovne oxidu uhličitého súvisia s týmto cyklom; plynný oxid uhličitý produkovaný sopkami sa rozpúšťa v oceánoch, aby boli kyslejšie, a stáva sa surovinou pre fotosyntézu. Tento prírodný cyklus je narušený pridaním dodatočného oxidu uhličitého do atmosféry, napríklad pri spaľovaní fosílnych palív. Medzi účinky môže patriť zvyšovanie teplôt a zvýšená kyslosť oceánov, čo môže ohroziť morský život.