Past relationships between atmospheric CO2 and surface temperature
We can learn about earth climate sensitivity to past variations in atmospheric CO2 by drilling into ice sheets. Ice sheets record past concentrations of atmospheric CO2 by trapping bubbles of ancient air as the ice sheet forms. The figure below shows the relationship between CO2 in the atmosphere and surface temperatures over Antarctica spanning the last 150,000 years.
As you can see, there is a very close relationship between surface temperatures and atmsopheric CO2 levels. Note, however, the present mismatch between the current high levels of CO2 (around 365 ppm) and the relatively unchanged surface temperatures. If past history is a guide to the future, the data in this plot suggest we are due for very significant global warming.
Enligt den biogeniska teorin har jordens petroleumtillgångar bildats då förhistoriska alger och plankton lagt sig på sjöars och havs botten under syrefria förhållanden. Detta organiska material har begravts under stora lager sediment. Genom högt tryck och hög temperatur har det omvandlats kemiskt, först till kerogen och sedan genom ytterligare tryck och värme till kolväten i gas- eller vätskeform (det vill säga naturgas och petroleum).
Växter på land bildar dock främst kol. Stora delar av jordens kolreserver härstammar från den geologiska perioden karbon.
The abiotic theory is controversial and has a number of flaws, however. For one, it doesn’t predict deposits of oil as well as the biogenic theory does. Oil deposits are typically found close to fault lines because that’s where two tectonic plates meet, and ocean sediments can be more easily buried in those regions. Also, oil deposits usually have biomarkers, little telltale signs of life. For the abiotic theory to work, those markers have to be explained somehow; it fills in that hole by suggesting microbes must have been feeding on the petroleum. The biogenic theory easily explains why such evidence of life would be present, however, given that they originated from the remains of once-living plants.
Det är emellertid inte ens säkert att jorden hade någon atmosfär alls från början. Solen var när den skapades antagligen mycket aktiv (jmfr. T-Tauri stjärnor,
Dagens atmosfär har sammansättningen c:a 20% syrgas, 80% kvävgas och små mängder av andra gaser t.ex. koldioxid, se
Syrgasen kommer från fotosyntetiserande växter och bakterier, se figuren i fråga [1550] hur syrehalten har byggts upp under ett par miljarder år.
Vart har kolet tagit vägen då? Bilden i fråga [14739] visar i vilken form kolet finns på jorden (se även länk 1). De dominerande sänkorna är som synes kalksten (från snäckor, skaldjur) och organiskt material (från döda växter, djur, bakterier) i sedimentära bergarter. Det är alltså livsformer genom tiderna som har utarmat atmosfären på koldioxid!
Bara en liten del av den utspungliga koldioxiden finns bundet i existerande liv. Den viktigaste stabilisatorn för den atmosfäriska koldioxidhalten är jordens inre med hjälp av den långsamma koldioxidcykeln,
Med karbonat-silikatcykeln, se bilden nedan från länk 2, transporteras atmosfärens koldioxid, via havet, utfällning i form av CaCO3, transport med kontinentaldriften till jordens inre i subduktionszonerna. Vid den höga temperaturen i jordens inre ombildas karbonatet till silikat. Vid vulkanutbrott släpps sedan en del av den återbildade koldioxiden ut i atmosfären.
Vi har alltså en cirkulation av koldioxid. Det är alltså så länge kontinentaldriften pågår en jämviktshalt av 200-280 ppm koldioxid i atmosfären (se figuren i fråga [830]). Anledningen till att denna process inte kan rädda oss från ökningen i koldioxidhalten (i dag över 380 ppm pga användning av fossila bränslen) är att processen har för lång tidskonstant - vi släpper helt enkelt ut alltför mycket koldioxid under kort tid.
Se även
Se fråga [13757] för den organiska koldioxidcykeln och fråga [12306] för hur man tror att vatten kom till jorden.
The relative proportion of 13C in our atmosphere is steadily decreasing over time. Before the industrial revolution, d13C of our atmosphere was approximately -6.5‰; now the value is around -8‰. Recall that plants have less 13C relative to the atmosphere (and therefore have a more negative d13C value of around -25‰). Most fossil fuels, like oil and coal, which are ancient plant and animal material, have the same d13C isotopic fingerprint as other plants. The annual trend–the overall decrease in atmospheric d13C–is explained by the addition of carbon dioxide to the atmosphere that must come from the terrestrial biosphere and/or fossil fuels. In fact, we know from D14C measurements, inventories, and other sources, that this decrease is from fossil fuel emissions, and is an example of the Suess Effect.
Recall that the Suess Effect is the observed decrease in d13C and D14C values due to fossil fuel emissions, which are depleted in 13C and do not contain 14C.
Sida 1 av 2
| NästaDenna sida frÃ¥n NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar