화석 연료의 개발은 지구 온난화의 주요 원인 인 CO2를 배출합니다. 즈비넥 Burival / Unsplash, CC BY
기후 변화는 정치적으로나 지구상의 삶에서 가장 긴급한 문제 일 수 있습니다. 지구 기후가 공공 행동을위한 문제라는 인식이 확산되고 있습니다.
11,500 년 동안, 대기 중 이산화탄소 (CO2) 농도는 280 ppm (산업 혁명적 인 "정상") 주변을 맴돌 았고 평균 표면 온도는 15 ° C였다. 산업 혁명 이후,이 수준은 지속적으로 상승하여 410에서 2018 ppm에 도달했습니다. 지구 과학은 수십억 년까지 시간 척도에 중점을두고 있으며 갑작스러운 산업 사회가 어떻게 변화하여 지구 기후를 변화시키고 있는지 명확하게 밝힐 수있는 고유 한 장치를 갖추고 있습니다.
기후, 온실 가스 및 CO2
지구 기후의 주요 엔진은 태양입니다. 우리 별은 평균 표면 파워 342 W / m을 전달합니다.2 일년에 (대략 행성의 각 평방 미터를위한 hairdryer의 저것). 지구는 이것에 대한 70 %를 흡수하고 나머지는 반영합니다. 이것이 유일한 기후 메커니즘이라면 평균 기온은 -15 ° C (물의 빙점 이하, 0 ° C)가됩니다. 인생은 불가능할 것입니다. 다행스럽게도 흡수 된 에너지 중 일부는 적외선으로 다시 방출되는데, 이는 가시 광선과 달리 대기에 존재하는 온실 가스 (GHG)와 상호 작용하여 지표면으로 열을 방출합니다. 이 온실 효과는 현재 15 ° C 주변의 평균 기온을 유지합니다.
주요 온실 가스는 수증기이며 많은 논란이되고있는 CO2. 이산화탄소는 총 온실 효과의 30 %까지, 수증기는 70 %까지를 제공합니다. 콜로라도 주2하지만 수증기가 발생하지 않는 전반적인 온난화 능력을 가지고 있습니다. 대기 중의 수증기는 매우 짧은 체류 시간 (시간에서 일)을 가지며 온도가 증가 할 때만 농도가 증가 할 수 있습니다. 콜로라도 주2 100 년 동안 대기에 머무르고 그 농도는 온도에 의해서만 조절되는 것이 아닙니다. 콜로라도 주2 따라서 트리거 온난화 : CO2 농도가 증가하면, 그 자체의 경향에 상관없이 평균 온도가 증가 할 것이다.
탄소 흡수원
따라서 대기 CO 농도2 규제된다. 지질 연대 측정 (100,000 + 년) 동안, 화산 가스는 CO2, CO의 톤의 0.4 억을 평균2 연간 (0.4 GtCO2/와이). 하지만 CO2 대기에 끝없이 축적되지 않습니다. 다른 환경 공정 덕분에 유입 및 유출되며 탄소 흡수원 (carbon sink)으로 알려진 저장고에 저장됩니다.
대양에는 하나가 들어 있습니다. 50 시간 대기보다 탄소가 많습니다. 그러나, CO2 해양에 녹아있는 물질은 대기로 쉽게 방출 될 수 있지만 지질 학적 흡수원 만이 CO를 유지한다2 지질 연대 측정에서 대기로부터 멀리 떨어진다.
간략화 된 지질 학적 탄소 순환. 흡수원 (검은 색)은 유기 물질의 침강과 탄산염의 변화 - 합성 결합을 보여줍니다. 그들은 4 억년 이상 동안의 화산과 150 년 동안의 열 공업 인간 활동에 (회색) 근원을 반대한다. G. 파리
첫 번째 지층 싱크대는 퇴적물 인 유기물입니다. 살아있는 유기체는 대기 중 CO로부터 만들어진 유기 탄소를 함유하고 있습니다.2 ...을 통하여 광합성, 그리고 죽은 유기체는 종종 바다, 호수 및 늪의 바닥으로 보내집니다. 따라서 엄청난 양의 유기 탄소는 해양 및 대륙 퇴적물에서 시간이 지남에 따라 축적되며, 그 중 일부는 결국 화석 연료 (석유, 가스 및 석탄)로 변형됩니다.
석회암은 두 번째 지질 학적 탄소 흡수원이다. 화강암 또는 현무암과 같은 암석은 풍화 된 표층수로 칼슘과 중탄산염 이온을 바다로 씻어 낸다. 해양 생물은 탄산 칼슘으로 만들어진 단단한 부분을 만들기 위해 이것들을 사용합니다. 바다 바닥에 퇴적되면 탄산 칼슘은 결국 석회암으로 격리됩니다.
견적에 따라, 결합 된이 두 싱크에는 50,000 시간에 100,000 현재의 대기보다 더 많은 탄소를 배출한다.
시간의 경과에 따른 지구의 대기
CO의 양2 지구의 대기권에서 널리 퍼져 나갔다. 수십 년에 걸친 연구로 지구가 완전히 형성 된 후 시작되는 역사의 중심선을 그릴 수있었습니다. 4.4 억 년 전.
지구의 초기 분위기 CO가 극도로 풍부했다.2 (최대 10,000 번 현대 수준), 산소 (O2) 부족했다. Archean (3.8 ~ 2.5 억 년 전) 동안, 삶이 처음으로 번성하여 첫 대륙이 세워졌습니다. 풍화가 일산화탄소 잡아 당기기 시작했습니다.2 밖으로 대기. 광합성의 발달은 대기 CO를 감소 시키는데 기여했다.2, 오르는 동안 O2 레벨 중 그레이트 옥시 네이션 이벤트약 2.3 억 년 전. 콜로라도 주2 농도는 20에서 100까지의 전 산업 수준에서 "단지"XNUMX로 떨어졌으며, 지구의 가장 오래된 장구 한 농도로 되돌아 가지 않았습니다.
20 억 년 후, 탄소 순환이 바뀌었다. 데본기 초기 - 석탄기 초기 (대략 350 백만 년 전), CO2 집중력이 주변에 있었다. 1,000의 PPM. 포유 동물은 존재하지 않았습니다. 데본기 동안 리그닌을 합성 할 수있는 혈관 식물이 나타났습니다. 리그닌 은 거대한 유기 탄소 (C) 축적 물이 수백만 년 동안 석탄으로 축적되도록 허용하는 미생물 분해에 저항하는 분자이다. Hercynian 범위의 풍화 (프랑스의 Massif Central 또는 미국의 Appalachians에서 볼 수있는 흔적)와 결합하여, 유기 탄소 매립은 대기 CO를 끌어 당겼습니다2 오늘날과 비슷한 수준 (또는보다 낮은 수준)으로 주요 빙하기 320와 280 백만 년 전.
Java 섬에있는 Bromo 화산의 분출 (2011). 지질 학적 시간 규모에서 화산은 이산화탄소 순환에서 역할을한다. 마크 세 그글 / Unsplash
그러나 쥬라기가 끝날 무렵 (145 만 년 전), 진자는 흔들렸다. 공룡은 지구를 지배했고, 포유류는 진화했고 지각 활동은 증가했으며 판게아 (Pangea, 마지막 슈퍼 대륙) 찢어진. 콜로라도 주2 증가한 500 - 2,000 ppm, 높은 수준으로 유지되어 100 백만 년 동안 따뜻한 온실 기후를 유지했습니다.
백만 년 55 년, 지구는 CO2 감소한특히 히말라야의 융기와 풍화 작용과 유기 탄소 침강의 증가에 뒤따라왔다. 진화는 Hominids가 나타나면서 계속됩니다. 7 백만 년 전. 백만 년 2.6 년에 지구는 지구의 궤도 매개 변수에 의해 주도되고 단기 탄소 순환에 의해 증폭되는 일정한 속도로 빙하와 간빙기가 교대로 특징 지워지는 새로운 국가에 진입했습니다. 콜로라도 주2 지구가 최신 간빙기에 들어서면서 11,500 년 전에 산업 혁명 이전 수준에 도달했습니다.
새로운 이야기 : 산업 혁명
19th 세기까지 대기 탄소와 지구의 기후에 관한 이야기는 지질학, 생물학 및 진화의 이야기였습니다. 이 이야기는 산업 혁명 이후 급격하게 변했습니다. 현대 혁명은 현대 인간 (사피엔스 호모), 누가 나타 났는지 300,000 년 전화석 연료를 대량으로 추출 및 연소하기 시작했다.
1950에 의해, CO2 화석 연료 연소를 통해 대기 중으로 이미 증명 된,를 통해 탄소 동위 원소 서명 CO의2 분자 ( "싫증"효과). 1970의 후반기에 기후 과학자들은 더 온난 한 전체 온도로 급속한 드리프트. 1988에서 생성 된 IPCC는 2012에서 평균 온도가 0.9 ℃만큼 증가했다는 것을 보여주었습니다 1901 이후. 그 변화는 평균 기온이 6 년 동안 7,000 ° C만큼 증가한 마지막 빙하기와 비교해 보았을 때 겸손 해 보일 수 있지만 적어도 10 배 빠릅니다.
평균 기온은 계속 올라가고 태양 활동이나 화산 활동과 같은 자연적인 매개 변수는 그러한 빠른 온난화를 설명하지 못합니다. 그 원인은 분명히 사람이 온실 가스를 대기에 추가하는 것과 고소득 국가 가장 일산화탄소를 배출하다2 주민마다.
우리의 이야기는 어떻게 끝날 것인가?
산업 사회는 25 년 동안 지구의 화석 연료의 160 %를 연소시키고 대기로부터 탄소를 저장하는 자연 플럭스를 갑자기 뒤집었다. 이 새로운 인간 생성 플럭스는 대신 첨가 연간 CO2 28 Gt, 50 번보다 화산. 자연 지질 학적 고립은 보상 할 수없고 대기 CO는 없다.2 계속 올라간다.
또한 결과 극단적 인 기상 현상, 해수면 상승, 빙하 퇴각, 해양 산성화, 생태계 파괴 및 멸종 등이 임박하고, 수없이 많습니다. 지구 자체는 다른 재앙에서 살아 남았습니다. 현재의 온난화가 많은 종의 적응 능력을 능가 할지라도, 삶은 계속 될 것이다. 그것은 위험에 처한 행성이 아닙니다. 대신 인간 사회의 미래이자 현재 생태계의 보전입니다.
지구 과학은 화석 연료의 행동과 소비에 필요한 변화를 생각할 수있는 해결책을 제시 할 수는 없지만 현재의 지구 온난화에 대한 지식과 집단 인식에 기여할 수 있고 또한 기여해야합니다.
저자에 관하여
Guillaume Paris, Géochimiste, CNRS 및 센터를 방문해주십시오. 센터 사진은 Nancy, 로렌 대학 및 피에르 앙리 블라드 (Pierre-Henri Blard), Géochronologue et paléoclimatologue, 충전 기술자 CNRS - Center Recycling Pétrographiques and Geoochimiques (Nancy) 및 Laboratoire de Glaciologie (Bruxelles) 로렌 대학
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