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La relación entre el CO atmosférico 2 Los niveles y el cambio climático a menudo se perciben como un tema controvertido. Si bien no hay un desacuerdo real entre los científicos del clima (alrededor del 90% está totalmente de acuerdo en que la actividad humana es claramente responsable del cambio climático) en los Estados Unidos en 2016, apenas el 50% del público en general llegó a la misma conclusión. Agregando a la confusión general, Los "negadores del cambio climático" altamente activos afirman que la temperatura ha evolucionado independientemente del CO 2 concentraciones atmosféricas a lo largo de la historia de la Tierra, y que, por lo tanto, el aumento de CO de hoy 2 los niveles no son un problema.
Entonces, ¿los científicos entendieron mal la historia? No co 2 ha contribuido durante mucho tiempo a controlar el clima de la Tierra, y su creciente concentración en la atmósfera y los océanos es una gran amenaza para la humanidad.
Junto con la actividad solar y el albedo, Los gases de efecto invernadero son una parte clave del presupuesto radiativo de la Tierra y ejercen un fuerte control sobre la temperatura de la superficie. Aunque el vapor de agua es el principal gas de efecto invernadero en la Tierra, CO 2 llama mucho más la atención porque puede liderar activamente el cambio climático.
Desafortunadamente, la actividad humana libera CO 2 a la atmósfera a un ritmo 70 veces mayor que todos los volcanes de la Tierra juntos. Como resultado, CO atmosférico 2 concentración (o pCO 2 ) aumenta y la superficie de la Tierra se calienta a un ritmo que ningún factor natural puede explicar.
Sabemos que CO 2 es un control de temperatura y podemos demostrarlo de varias formas. Uno de ellos es a través de la exploración de la historia de la Tierra.
Clima y temperatura a través de tiempos geológicos
Usando rocas, fósiles y sus propiedades químicas y físicas, Los geocientíficos han reconstruido períodos cálidos y fríos a lo largo de la historia de la Tierra. Para demostrar el vínculo entre el clima, temperatura y pCO 2 hace millones de años, necesitamos reconstruir cada uno de ellos de forma independiente. Para hacerlo utilizamos registradores climáticos llamados "proxies".
La composición isotópica de los átomos de oxígeno, escrito δ¹⁸O, medido en antiguas conchas calcáreas, es uno de ellos. Nos permite reconstruir las temperaturas pasadas del agua de mar con un conocido grado de incertidumbre que depende de la precisión analítica y de cómo parámetros como el agua de mar δ¹⁸O, la salinidad y el pH también afectan el δ¹⁸O de las conchas.
Debido a que la historia geológica afecta a las rocas y sus señales, cuanto más retrocedemos en el tiempo, cuanto mayores son las incertidumbres. De esta manera combinamos diferentes proxies y formulamos hipótesis que mejoran continuamente con años de investigación. Establecer tales reconstrucciones es un proceso lento, proceso complicado (a veces doloroso), pero cada año se vuelven más y más fiables a medida que disminuyen las incertidumbres. Si las incertidumbres son demasiado grandes, las interpretaciones se basan en la parsimonia:el modelo más simple debe considerarse el más probable. Lo que importa es que los científicos sepan estimar las incertidumbres, y compártelos.
En general, Las reconstrucciones de la temperatura del agua de mar concuerdan con las observaciones geológicas de la historia del clima:las principales edades de hielo coinciden con una temperatura global más baja. En particular, δ¹⁸O indica un enfriamiento constante a partir de 50 millones de años, conduciendo al clima preindustrial.
La historia de pCO 2
Existen proxies para pCO 2 así como. Por ejemplo, Los paleontólogos cuentan los estomas:aberturas a través de las cuales respiran las plantas, intercambiar humedad y absorber CO 2 para la fotosíntesis, en hojas fósiles. Cuanto más CO 2 es abundante, se requieren menos estomas. Un factor que agrega cierto grado de incertidumbre es que las plantas tienen menos estomas en climas más secos y más en climas húmedos.
Las hojas fósiles son pCO raras y atmosféricas 2 los datos son escasos para los períodos antiguos de la Tierra. En ausencia de datos (suficientes), El modelado numérico ayuda a explicar los datos con un enfoque globalmente coherente que respeta las leyes fundamentales de la física. Uno de los más famosos es GEOCARB, un modelo geológico del ciclo del carbono desarrollado para reconstruir pCO 2 historia de Robert Berner y sus colegas.
En escalas de tiempo superiores a 100, 000 años, pCO 2 se agrega principalmente de volcanes, y se pierde a través de dos bombas de carbón:la bomba biológica y la bomba de carbonato.
Durante la fotosíntesis, las plantas y las algas absorben CO 2 para construir su materia orgánica. Cuando mueran este CO 2 pueden quedar atrapados en sedimentos. Esta es la bomba biológica. La bomba de carbonato es el acoplamiento entre la meteorización de los continentes y la precipitación de rocas carbonatadas. CO 2 acidifica las aguas superficiales que disuelven las rocas. Los elementos disueltos se lavan al océano, donde se utilizan para construir material calcáreo como conchas o corales. que eventualmente se convierten en calizas. Año tras año, estas bombas almacenan CO 2 lejos de la atmósfera.
En el pasado, los volcanes podrían haber estado más o menos activos; los continentes estaban en diferentes lugares, que afectó a las bombas de carbón. Berner y sus colegas cuantificaron cómo la evolución conocida de esos parámetros afectó el ciclo del carbono y, por lo tanto, pCO atmosférico 2 . Sabían y mostraban la incertidumbre de su modelo. Sus resultados deben presentarse con un sobre de estimación, no como un valor dado.
Tiempos de mayor pCO 2 son periodos cálidos. En cambio, disminución del CO atmosférico 2 contenido desencadenó períodos glaciales como el Carbonífero y las edades de hielo modernas, con la posible excepción del Hirnantiano (hace 445 millones de años). Los modelos recientes sugieren que para este período remoto, la configuración tectónica jugó un papel específico.
Cómo los humanos afectan rápidamente al clima
Durante el período de tiempo que comenzó en el momento en que los dinosaurios se extinguieron (hace un año 66 relativamente reciente), Los geólogos pueden confiar en muchas temperaturas y CO 2 sustitutos además de δ¹⁸O u hojas fósiles. Cuanto más nos acercamos a nuestra era, Cuantos más sustitutos haya y menos incertidumbres, hasta que podamos conectar datos geológicos y de núcleos de hielo que se apoyen entre sí.
La tectónica modificó la circulación oceánica y condujo a la construcción de cadenas montañosas como el Himalaya. Ambos factores afectaron las bombas de carbono y la pCO forzada. 2 disminuir, como lo muestran los proxies y de acuerdo con las tendencias de GEOCARB. Esta disminución de pCO 2 condujo al enfriamiento observado y condujo a la Tierra a la actual alternancia glacial-interglacial.
Podemos determinar a partir de núcleos de hielo y proxies que pCO 2 ha estado oscilando entre 200 y 350 ppm durante 2.6 millones de años y que repentinamente aumentó de 280 a 410 ppm entre 1850 y 2018. pCO 2 se dirige hacia niveles sin precedentes para 5, o incluso 30 millones de años, cuando la Tierra era mucho más cálida que hoy y no había casquetes de hielo del Atlántico. Reconstrucciones de temperatura y pCO 2 puede ofrecernos un vistazo de lo que nos espera si no disminuimos la velocidad de CO 2 emisiones.
En escalas de tiempo prolongadas, cuando pCO 2 aumenta, el calentamiento estimula las bombas de carbono, ayudando así a pCO 2 disminuir. Esta retroalimentación negativa puede actuar como un termostato geológico. Desafortunadamente, es demasiado lento para reaccionar lo suficientemente rápido como para compensar nuestras rápidas emisiones. En la escala de tiempo de una década, el calentamiento agrava el CO 2 liberación a la atmósfera. Cuando la temperatura aumenta, los océanos se calientan y liberan CO disuelto 2 a la atmósfera. Durante 2,6 millones de años, Los ciclos glaciales e interglaciares han sido forzados por las fluctuaciones orbitales de la Tierra y el CO 2 fue solo una retroalimentación positiva interna. Hoy dia, CO antropogénico 2 lidera y amplifica el calentamiento en curso.
Como resultado de la pCO 2 incrementar, the average surface temperature has already increased by almost 1°C between 1901 and 2012. The Earth's surface has been much warmer than today in the past and it will eventually cool off. Sin embargo, the consequences of the short-term changes are disastrous. In addition to higher surface temperatures, extreme weather events, ocean acidification, ice melting and sea-level rise are about to significantly disrupt our daily lives and harms the ecosystems around us.
Earth science helps us understand the past of our planet. We cannot control Earth's orbit, tectonics or oceanic circulation but we can control our greenhouse-gas emissions. The future is for all of us to build.
Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original. 
