Shutterstock

Trái đất có nhiều giai đoạn nồng độ carbon dioxide cao trong khí quyển và nhiệt độ cao trong vài triệu năm qua. Bạn có thể giải thích điều gì đã gây ra những giai đoạn này, cho rằng không có sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch hoặc các nguồn giải phóng carbon dioxide khác do con người tạo ra trong thời gian đó?

Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch hoặc thảm thực vật là một cách để đưa carbon dioxide vào không khí - và đó là điều chúng tôi đã trở nên rất giỏi. Con người đang tạo ra gần 40 tỷ tấn carbon dioxide hàng năm, chủ yếu bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch.

Carbon dioxide tồn tại trong không khí trong nhiều thế kỷ đến thiên niên kỷ và nó tích tụ theo thời gian. Kể từ khi chúng tôi bắt đầu sử dụng hệ thống than và dầu làm nhiên liệu, khoảng 300 năm trước, lượng carbon dioxide trong không khí đã tăng gần một nửa.

NOAA

Ngoài lượng khí thải chúng ta thêm vào, nồng độ carbon dioxide trong không khí tăng và giảm như một phần của tự nhiên chu kỳ carbon, được thúc đẩy bởi sự trao đổi giữa không khí, đại dương và sinh quyển (sự sống trên trái đất) và cuối cùng là các quá trình địa chất.

Những thay đổi tự nhiên trong carbon dioxide

Hàng năm, nồng độ carbon dioxide tăng và giảm một chút khi thực vật phát triển vào mùa xuân và mùa hè và chết dần vào mùa thu và mùa đông. Thời điểm này tăng và giảm theo mùa được gắn với các mùa bán cầu bắc, vì hầu hết bề mặt đất trên Trái đất đều ở đó.

Các đại dương cũng đóng một vai trò tích cực trong chu trình carbon, góp phần biến đổi trong một vài tháng để làm chậm sự dịch chuyển trong nhiều thế kỷ. Nước biển chiếm carbon dioxide trực tiếp trong một cuộc trao đổi giữa không khí và nước biển. Thực vật biển nhỏ sử dụng carbon dioxide để quang hợp và nhiều sinh vật biển siêu nhỏ sử dụng các hợp chất carbon để tạo ra vỏ. Khi những vi sinh vật biển này chết và chìm xuống đáy biển, chúng mang theo carbon.

Nói chung, sinh quyển (hệ sinh thái trên đất liền và trong đất) và các đại dương đang hấp thụ về một nửa lượng carbon dioxide do con người phát ravà điều này làm chậm tốc độ biến đổi khí hậu. Nhưng khi khí hậu tiếp tục thay đổi và các đại dương ấm lên hơn nữa, không rõ liệu sinh quyển và đại dương sẽ tiếp tục hấp thụ một phần lớn lượng khí thải của chúng ta hay không. Khi nước ấm lên, nó ít có khả năng hấp thụ carbon dioxide, và khi khí hậu thay đổi, nhiều hệ sinh thái trở nên căng thẳng và ít có khả năng quang hợp carbon dioxide.

Lịch sử khí hậu sâu của trái đất

Theo quy mô hàng trăm nghìn đến hàng triệu năm, nồng độ carbon dioxide trong không khí rất đa dạng và khí hậu toàn cầu cũng vậy.

T chu trình carbon dài hạn liên quan đến sự hình thành và phân rã của bề mặt Trái đất: hoạt động mảng kiến ​​tạo, xây dựng và phong hóa các dãy núi, hoạt động núi lửa kéo dài và sự xuất hiện của đáy biển mới tại các đứt gãy giữa đại dương đang hoạt động.

Hầu hết carbon được lưu trữ trong lớp vỏ Trái đất ở dạng đá vôi, được tạo ra từ vỏ các sinh vật biển dựa trên carbon đã chìm xuống đáy đại dương hàng triệu năm trước.

Carbon dioxide được thêm vào không khí khi núi lửa phun trào, và nó được đưa ra khỏi không khí khi đá và dãy núi thời tiết và bào mòn. Các quá trình này thường mất hàng triệu năm để thêm hoặc bớt carbon dioxide khỏi khí quyển.

Trong thời đại ngày nay, núi lửa chỉ thêm một ít carbon dioxide vào không khí, xung quanh 1% những gì hoạt động của con người hiện đang đóng góp. Nhưng có những thời điểm trong quá khứ, hoạt động của núi lửa đã lớn hơn rất nhiều và đã phun ra một lượng lớn carbon dioxide vào không khí.

Một ví dụ là khoảng 250 triệu năm trước, khi hoạt động núi lửa kéo dài đã làm tăng đáng kể mức độ carbon dioxide trong khí quyển. Đây là những vụ phun trào núi lửa trên quy mô rộng lớn - kéo dài khoảng hai triệu năm và gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt.

Trong quá khứ địa chất gần đây, 50 triệu năm qua, nồng độ carbon dioxide đã giảm dần và khí hậu đã được làm mát, với một số thăng trầm. Khi nồng độ carbon dioxide trở nên đủ thấp (khoảng 300 phần triệu) trong khoảng từ hai đến ba triệu năm trước, chu kỳ kỷ băng hà hiện tại đã bắt đầu, nhưng sự nóng lên của khí thải của chúng ta đang gây ra lớn hơn xu hướng làm mát tự nhiên.

Mặc dù khí hậu Trái đất đã thay đổi đáng kể trong quá khứ, nhưng nó đã xảy ra trên quy mô thời gian địa chất. Cacbon trong dầu và than mà chúng ta đốt đại diện cho carbon dioxide được tạo ra bởi thảm thực vật hàng trăm triệu năm trước và sau đó được lắng đọng qua các quá trình địa chất qua hàng thiên niên kỷ. Chúng tôi đã đốt cháy một tỷ lệ đáng kể trong vài thế kỷ.

Nếu lượng khí thải carbon dioxide của con người tiếp tục tăng trong thế kỷ này, chúng ta có thể đạt đến mức không thấy hàng chục triệu năm, khi Trái đất có khí hậu ấm hơn nhiều với mực nước biển cao hơn nhiều và không có dải băng.

Giới thiệu về Tác giả

James Renwick, Giáo sư, Địa lý Vật lý (khoa học khí hậu), Te Herenga Waka - Đại học Victoria Wellington

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết điều gì

bởi Joseph Romm
Nguyên tắc cơ bản về vấn đề sẽ là gì trong thời đại chúng ta, Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết gì® là một cái nhìn tổng quan rõ ràng về khoa học, xung đột và ý nghĩa của hành tinh nóng lên của chúng ta. Từ Joseph Romm, Cố vấn trưởng Khoa học cho National Geographic Số năm sống nguy hiểm loạt và một trong những "100 người đang thay đổi nước Mỹ" của Rolling Stone Khí hậu thay đổi đưa ra những câu trả lời khoa học, thân thiện với người dùng cho những câu hỏi khó nhất (và thường bị chính trị hóa) xung quanh những gì nhà khí hậu học Lonnie Thompson đã coi là "mối nguy hiểm rõ ràng và hiện tại đối với nền văn minh." Có sẵn trên Amazon

Biến đổi khí hậu: Khoa học về sự nóng lên toàn cầu và tương lai năng lượng của chúng tôi phiên bản thứ hai

của Jason Smerdon
Phiên bản thứ hai này của Khí hậu thay đổi là một hướng dẫn dễ tiếp cận và toàn diện cho khoa học đằng sau sự nóng lên toàn cầu. Minh họa một cách tinh tế, văn bản hướng đến sinh viên ở nhiều cấp độ khác nhau. Edmond A. Mathez và Jason E. Smerdon giới thiệu rộng rãi, nhiều thông tin về khoa học làm nền tảng cho sự hiểu biết của chúng ta về hệ thống khí hậu và tác động của hoạt động của con người lên sự nóng lên của hành tinh chúng ta.Mathez và Smerdon mô tả vai trò của khí quyển và đại dương chơi trong khí hậu của chúng tôi, giới thiệu khái niệm cân bằng bức xạ và giải thích những thay đổi khí hậu xảy ra trong quá khứ. Họ cũng nêu chi tiết các hoạt động của con người ảnh hưởng đến khí hậu, như khí thải nhà kính và khí thải và nạn phá rừng, cũng như ảnh hưởng của các hiện tượng tự nhiên.  Có sẵn trên Amazon

Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành

bởi Blair Lee, Alina Bachmann
Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành sử dụng văn bản và mười tám hoạt động thực hành để giải thích và dạy về khoa học về sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu, cách con người chịu trách nhiệm và những gì có thể được thực hiện để làm chậm hoặc ngăn chặn tốc độ nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Cuốn sách này là một hướng dẫn đầy đủ, toàn diện cho một chủ đề môi trường thiết yếu. Các chủ đề trong cuốn sách này bao gồm: cách các phân tử truyền năng lượng từ mặt trời để làm ấm khí quyển, khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên toàn cầu, Cách mạng công nghiệp, phản ứng đốt cháy, vòng phản hồi, mối quan hệ giữa thời tiết và khí hậu, biến đổi khí hậu, bể carbon, sự tuyệt chủng, dấu chân carbon, tái chế và năng lượng thay thế. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.