मिशल पीच / अनप्लैश

वायुमंडलीय CO के बीच संबंध₂ स्तरों और जलवायु परिवर्तन को अक्सर एक विवादास्पद विषय के रूप में माना जाता है। जबकि आसपास के वैज्ञानिकों के बीच कोई वास्तविक असहमति नहीं है 90% तक पूरी तरह से सहमत हैं कि जलवायु परिवर्तन के लिए मानव गतिविधि स्पष्ट रूप से जिम्मेदार है - संयुक्त राज्य अमेरिका में 2016 में, मुश्किल से आम जनता का 50% एक ही बात ठहरी। सामान्य भ्रम को जोड़ते हुए, अत्यधिक सक्रिय "जलवायु-परिवर्तन डेनियर्स" का दावा है कि तापमान सीओ से स्वतंत्र रूप से विकसित हुआ है₂ पृथ्वी के इतिहास के माध्यम से वायुमंडलीय सांद्रता, और इसलिए आज के बढ़ते सीओ₂ स्तर एक मुद्दा नहीं है।

तो क्या वैज्ञानिकों को कहानी गलत लगी? कोई सह₂ पृथ्वी की जलवायु को नियंत्रित करने में लंबे समय से योगदान दिया है, और वायुमंडल और महासागरों में इसकी बढ़ती एकाग्रता मानवता के लिए एक बड़ा खतरा है।

के साथ साथ सौर गतिविधि और albedo, ग्रीनहाउस गैसें पृथ्वी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं विकिरण संबंधी बजट और सतह के तापमान पर एक मजबूत नियंत्रण डालें। यद्यपि जल वाष्प पृथ्वी, CO पर प्राथमिक ग्रीनहाउस गैस है₂ अधिक ध्यान आकर्षित करता है क्योंकि यह जलवायु परिवर्तन को सक्रिय रूप से नेतृत्व कर सकता है।

दुर्भाग्य से, मानव गतिविधि सीओ बचाता है₂ एक दर पर वातावरण के लिए 70 गुना अधिक पृथ्वी पर सभी ज्वालामुखियों की तुलना में। परिणामस्वरूप, वायुमंडलीय CO₂ एकाग्रता (या pCO)₂) बढ़ता है और पृथ्वी की सतह एक ऐसी गति से ऊपर उठती है जिसे कोई भी प्राकृतिक कारक नहीं समझा सकता है।

हम जानते हैं कि सी.ओ.₂ एक तापमान नियंत्रण है और हम इसे विभिन्न तरीकों से प्रदर्शित कर सकते हैं। उनमें से एक पृथ्वी के इतिहास की खोज के माध्यम से है।

कम परिक्रमा करने वाले उपग्रह सुओमी से उत्तरी अमेरिका। NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / नॉर्मन कुरिंग

भूवैज्ञानिक समय के माध्यम से जलवायु और तापमान

चट्टानों, जीवाश्मों और उनके रासायनिक और भौतिक गुणों का उपयोग करते हुए, भूवैज्ञानिकों ने पृथ्वी के इतिहास में गर्म और ठंडे समय का पुनर्निर्माण किया है। जलवायु, तापमान और pCO के बीच की कड़ी को प्रदर्शित करने के लिए₂ लाखों साल पहले, हमें उनमें से प्रत्येक को स्वतंत्र रूप से पुनर्निर्माण करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, हम "प्रॉक्सी" नामक जलवायु रिकॉर्डर्स का उपयोग करते हैं।

ऑक्सीजन परमाणुओं की समस्थानिक रचना, लिखी गई ?¹?ओ, प्राचीन चूने के गोले में मापा जाता है, उनमें से एक है। यह हमें अनिश्चितता की एक सुविख्यात डिग्री के साथ पिछले समुद्री जल के तापमान को फिर से बनाने की अनुमति देता है जो विश्लेषणात्मक परिशुद्धता पर निर्भर करता है और समुद्री जल ?¹?O, लवणता और कैसे पैरामीटर पर निर्भर करता है। pH भी प्रभावित करते हैं ?¹?O सीपियों का.

क्योंकि भूवैज्ञानिक इतिहास चट्टानों और उनके संकेतों को प्रभावित करता है, आगे हम समय में वापस जाते हैं, बड़े अनिश्चितताएं हैं। इस प्रकार हम अलग-अलग भविष्यवाणियों को जोड़ते हैं और परिकल्पना तैयार करते हैं जो लगातार अनुसंधान के वर्षों के साथ सुधार करते हैं। इस तरह के पुनर्निर्माण की स्थापना एक धीमी, जटिल (कभी-कभी दर्दनाक) प्रक्रिया है लेकिन अनिश्चितता कम होने के कारण वे हर साल अधिक से अधिक विश्वसनीय हो जाते हैं। यदि अनिश्चितता बहुत बड़ी है, तो व्याख्याएं निर्भर करती हैं बचत: सरलतम मॉडल को संभावना माना जाना चाहिए। क्या मायने रखता है कि वैज्ञानिक अनिश्चितताओं का अनुमान लगाना जानते हैं, और उन्हें साझा करना चाहते हैं।

कुल मिलाकर, समुद्री जल के तापमान का पुनर्निर्माण जलवायु इतिहास की भूवैज्ञानिक टिप्पणियों से सहमत है: प्रमुख हिमयुग कम वैश्विक तापमान के साथ मेल खाते हैं। विशेष रूप से, ?¹?O एक स्थिर संकेत देता है शीतलन 50 मिलियन वर्षों के बाद से, प्रीइंडस्ट्रियल जलवायु के लिए अग्रणी।

GEOCARB (संस्करण III) pCO का पुनर्निर्माण? (पीला, प्रत्येक 10 मिलियन वर्ष में एक बिंदु) और समुद्री जल पीएच परिवर्तन के लिए कार्बोनेट के ¹?O से औसत उष्णकटिबंधीय समुद्री सतह तापमान को संशोधित किया गया है, यह मानते हुए कि भूगर्भिक रूप से सीमित ठंड अवधि (हल्के नीले) की तुलना में समुद्री जल (लाल) के लिए कोई ¹?O परिवर्तन नहीं है। और हिमनदी (गहरा नीला)। रॉययर और बियरिंग के बाद जी। पेरिस (2004) और बर्नर और खोतावला (2011), लेखक प्रदान की

PCO का इतिहास₂

PCO के लिए परदे के पीछे मौजूद हैं₂ भी। उदाहरण के लिए, जीवाश्म विज्ञानी स्टोमेटा की गिनती करें - छिद्र जिसके माध्यम से पौधे सांस लेते हैं, नमी का आदान-प्रदान करते हैं और CO लेते हैं₂ प्रकाश संश्लेषण के लिए - जीवाश्म पत्तियों पर। अधिक सीओ₂ प्रचुर मात्रा में है कम रंध्र आवश्यक हैं। एक कारक जो अनिश्चितता की डिग्री को जोड़ता है, वह यह है कि पौधों में ड्रेटर क्लाइमेट के तहत कम रंध्र होते हैं और नम के नीचे अधिक होते हैं।

जीवाश्म की पत्तियां दुर्लभ और वायुमंडलीय pCO हैं₂ पृथ्वी के प्राचीन काल के आंकड़े दुर्लभ हैं। (पर्याप्त) डेटा की अनुपस्थिति में, संख्यात्मक मॉडलिंग एक वैश्विक रूप से सुसंगत दृष्टिकोण के साथ डेटा की व्याख्या करने में मदद करता है जो भौतिकी के मूलभूत नियमों का सम्मान करता है। सबसे प्रसिद्ध में से एक है जियोकार्बो, एक भूगर्भीय कार्बन चक्र मॉडल, जिसे pCO के पुनर्निर्माण के लिए विकसित किया गया है₂ द्वारा इतिहास रॉबर्ट बर्नर और उनके सहयोगियों।

समयसीमा पर 100,000 से अधिक वर्ष, PCO₂ मुख्य रूप से ज्वालामुखियों से जोड़ा जाता है, और दो कार्बन पंपों के माध्यम से खो दिया जाता है: जैविक पंप और कार्बोनेट पंप।

प्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधों और शैवाल सीओ को लेते हैं₂ उनके कार्बनिक पदार्थ बनाने के लिए। जब वे मर जाते हैं, यह सीओ₂ तलछट में फंस सकता है। यह जैविक पंप है। कार्बोनेट पंप महाद्वीपों के अपक्षय और कार्बोनेट रॉक वर्षा के बीच युग्मन है। सीओ₂ चट्टानों को घोलने वाले सतही जल को अम्लीय करता है। भंग किए गए तत्वों को समुद्र में धोया जाता है जहां उनका उपयोग शेल या कोरल जैसे शांत सामग्री के निर्माण के लिए किया जाता है, जो अंततः अंग बन जाते हैं। साल दर साल ये पंप सीओ की दुकान करते हैं₂ वातावरण से दूर।

अतीत में, ज्वालामुखी अधिक या कम सक्रिय हो सकते थे; महाद्वीप विभिन्न स्थानों में थे, जिसने कार्बन पंपों को प्रभावित किया। बर्नर और उनके सहयोगियों ने बताया कि उन मापदंडों का अन्यथा ज्ञात विकास कार्बन चक्र को कैसे प्रभावित करता है और इसलिए, वायुमंडलीय पीसीओ₂। वे अपने मॉडल की अनिश्चितता को जानते और प्रदर्शित करते थे। उनके परिणामों को एक अनुमान लिफाफे के साथ प्रस्तुत किया जाना चाहिए, न कि दिए गए मूल्य के रूप में।

उच्च pCO का समय₂ गर्म अवधि हैं। इसके विपरीत, वायुमंडलीय CO में कमी₂ सामग्री ने हिरण्यंतियन (445 मिलियन वर्ष पहले) के संभावित अपवाद के साथ कार्बोनिफेरस और आधुनिक हिम युगों जैसे हिमनदी अवधि को ट्रिगर किया। हाल के मॉडल सुझाव दें कि इस दूरस्थ अवधि के लिए, विवर्तनिक विन्यास ने एक विशिष्ट भूमिका निभाई।

मनुष्य जलवायु को जल्दी कैसे प्रभावित करते हैं

तापमान और pCO? पिछले 66 माई का पुनर्निर्माण। तापमान की गणना कार्बोनेट के ?¹?O का उपयोग करके की जाती है और उन्हें उनकी अनिश्चितता के बिना दर्शाया जाता है। पीसीओ? पुनर्निर्माण सात अलग-अलग परदे के पीछे उनकी संबंधित अनिश्चितताओं के अनुरूप सहमति पर आधारित है। बीयरलिंग और रॉयर, 2011।, लेखक प्रदान की

उस समय की शुरुआत में, जब डायनासोर विलुप्त हो गए (अपेक्षाकृत हाल ही में 66 मेरे पहले), भूवैज्ञानिक अपने तापमान और सीओ पर भरोसा कर सकते हैं₂ ?¹?O या जीवाश्म पत्तियों के अलावा प्रॉक्सी। हम अपने युग के जितना करीब आते हैं, उतनी ही अधिक प्रॉक्सी होती है और अनिश्चितताएं उतनी ही कम होती हैं, जब तक कि हम भूवैज्ञानिक और आइस कोर डेटा को कनेक्ट नहीं कर सकते जो एक दूसरे का समर्थन करते हैं।

आर्किटेक्चर समुद्र के संशोधित संचलन और हिमालय की तरह पर्वत श्रृंखलाओं के निर्माण का नेतृत्व किया। दोनों कारकों ने कार्बन पंपों और मजबूर pCO को प्रभावित किया₂ सेवा मेरे कमी, जैसा कि परदे के पीछे और GEOCARB रुझानों के साथ समझौते में दिखाया गया है। यह pCO में कमी₂ मनाया ठंडा करने के लिए नेतृत्व किया और वर्तमान हिमनदों- interglacial वैकल्पिक करने के लिए पृथ्वी चलाई।

हम बर्फ कोर और प्रॉक्सी से निर्धारित कर सकते हैं कि पी.सी.ओ.₂ 200 मिलियन वर्षों से 350 और 2.6 पीपीएम के बीच दोलन कर रहा है और यह 280 और 410 के बीच अचानक 1850 से बढ़कर 2018 पीपीएम हो गया है।₂ 5 या 30 मिलियन वर्षों के लिए अभूतपूर्व स्तर की ओर बढ़ रहा है, जब पृथ्वी आज की तुलना में बहुत गर्म थी और कोई अटलांटिक आइस कैप मौजूद नहीं था। तापमान और pCO के पुनर्निर्माण₂ अगर हम सीओ को धीमा नहीं करते हैं तो हमें आगे क्या है, इसकी एक झलक दे सकते हैं₂ उत्सर्जन।

लंबे समय के तराजू पर, जब पी.सी.ओ.₂ बढ़ जाती है, वार्मिंग कार्बन पंपों को उत्तेजित करती है, जिससे PCO को मदद मिलती है₂ कम करना, घटाना। यह नकारात्मक प्रतिक्रिया भूगर्भीय थर्मोस्टेट के रूप में कार्य कर सकती है। दुर्भाग्य से, यह है बहुत धीमा हमारे तेजी से उत्सर्जन की भरपाई के लिए तेजी से प्रतिक्रिया करने के लिए। एक दशक के समय में, वार्मिंग सीओ बढ़ जाती है₂ वायुमंडल के लिए जारी। जब तापमान बढ़ता है, तो महासागर गर्म होकर विघटित हो जाते हैं₂ वातावरण के लिए। 2.6 मिलियन वर्षों के लिए, ग्लेशियल और इंटरग्लेशियल चक्रों को पृथ्वी के कक्षीय द्वारा मजबूर किया गया है उतार-चढ़ाव और सह₂ केवल एक आंतरिक सकारात्मक प्रतिक्रिया थी। आज, एंथ्रोपोजेनिक सीओ₂ लीडिंग और वार्मिंग को बढ़ाता है।

कार्बन चक्र भूवैज्ञानिक थर्मोस्टेट। + का मतलब है कि पैरामीटर तीर से पहले स्थित कारक की वृद्धि से प्रेरित होते हैं। - का अर्थ है कि पैरामीटर क्षीण हो गया है। उदाहरण के लिए, कार्बन पंप वायुमंडलीय CO को कम करते हैं? जबकि ज्वालामुखीय इनपुट इसे बढ़ाते हैं। पियरे-हेनरी ब्लार्ड और गिल्यूम पेरिस

PCO के परिणामस्वरूप₂ वृद्धि, औसत सतह के तापमान में पहले से ही वृद्धि हुई है लगभग 1 ° से 1901 और 2012 के बीच। पृथ्वी की सतह अतीत में आज की तुलना में बहुत गर्म है और यह अंततः ठंडा हो जाएगा। हालाँकि, अल्पकालिक परिवर्तनों के परिणाम हैं विनाशकारी। उच्च सतह के तापमान के अलावा, चरम मौसम की घटनाओं, समुद्र के अम्लीकरण, बर्फ के पिघलने और समुद्र के स्तर में वृद्धि हमारे दैनिक जीवन को बाधित करने और हमारे आसपास के पारिस्थितिक तंत्र को परेशान करने के लिए है।

पृथ्वी विज्ञान हमें अपने ग्रह के अतीत को समझने में मदद करता है। हम पृथ्वी की कक्षा, टेक्टोनिक्स या महासागरीय परिसंचरण को नियंत्रित नहीं कर सकते हैं लेकिन हम अपने ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को नियंत्रित कर सकते हैं। भविष्य हम सभी के निर्माण के लिए है।

के बारे में लेखक

गुइल्यूम पेरिस, गियोचिमिस्टे, चार्गे डे रीचर्चे CNRS au Centre de recherches pétrographiques et géochimiques de Nancy, यूनिवर्सिट डे लोरेन और पियरे-हेनरी ब्लार्ड, Géochronologue et paléoclimatologue, chargé de recherches CNRS - Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (Nancy) et Laboratoire de glaciologie (Bruxelles), यूनिवर्सिट डे लोरेन

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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