Isotopes: comment les scientifiques savent que les humains causent le réchauffement climatique?

La question la plus commune que les gens demandent lorsqu'ils sont confrontés à toutes les données scientifiques sur le réchauffement climatique mondial est de savoir comment les scientifiques peuvent être certains que les humains sont responsables de l'augmentation de l'effet de serre, notamment le dioxyde de carbone. La réponse à cette question est est

Quels sont les isotopes et les ratios de carbone?

Un isotope est un atome d'un élément qui se produit naturellement avec un nombre différent de neutrons. Par exemple, le carbone a le plus souvent un numéro atomique de 12 (6 protons et 6 neutrons) et est marqué par les scientifiques comme carbone 12 ou ¹²C.

Mais d'autres atomes de carbone existent avec différents nombres de neutrons (carbone-13 ou ¹³C a 6 protons et 7 neutrons et carbone-14 ou ¹⁴C a 6 protons et 8 neutrons). Vous avez peut être entendu parler de ¹⁴C parce qu'il est l'isotope qui se désintègre au fil du temps et que les scientifiques utilisent dans la datation au radiocarbone.

Les atomes de carbone sont constamment vélo à travers la vie et la matière non vivante. Lorsque les plantes ont des atomes de carbone de l'atmosphère au cours de la photosynthèse, ils absorbent un plus grand nombre de ¹²Atomes de carbone que ¹³Atomes de carbone, car le ¹³Atomes de carbone sont légèrement plus lourd de la masse et de réagir un peu différemment dans les réactions chimiques.

Spécialistes de l'environnement mesurent la signature isotopique de vivre et non vivant en comparant ¹³À C ¹²Isotopes C. Cette proportion, ou rapport, des isotopes du carbone (¹³C /¹²C) dans les plantes est différent du rapport des isotopes de carbone dans l'atmosphère. Parce que la plupart des plantes préfèrent le ¹²C isotope, le rapport de ¹³C /¹²C dans les plantes est inférieur au rapport de ¹³C /¹²C dans l'atmosphère (ou aucun processus biologique choisit une sur l'autre isotope).

Brûler de végétaux ou de matière végétale fossilisée, comme les combustibles fossiles, libère les ¹²C isotopes que les plantes absorbés par photosynthèse ya des millions d'années dans l'atmosphère sous forme de CO₂ molécules. La ajouté ¹²C isotopes dans l'atmosphère diminuer l'ensemble ¹³C /¹²Rapport C.

Spécialistes de l'environnement comparent le rapport des isotopes de carbone dans l'atmosphère aujourd'hui au rapport des isotopes de carbone dans l'atmosphère au cours des deux mille dernières années. (Heureusement, les carottes de glace du Groenland et de l'Antarctique ont été la formation de bulles de gaz atmosphérique pour des milliers d'années!)

Ce que les scientifiques ont trouvé est que tandis que les quantités totales de CO₂ dans l'atmosphère ont augmenté, le rapport de ¹³C /¹²C a obtenu beaucoup plus faible depuis 1850 - juste au moment où les humains ont commencé à brûler des combustibles fossiles pour l'énergie au cours de la révolution industrielle.

Ont des ratios de carbone décalé?

Avant que les humains ont commencé à brûler des combustibles fossiles, les ratios de carbone naturellement décalés d'environ 0,03 pour cent sur une couple de mille ans. Au cours des 150 dernières années (depuis que les humains ont commencé à brûler des combustibles fossiles), la signature isotopique du carbone de l'atmosphère a changé plus de 0,15 pour cent.

Bien que ce pourcentage semble faible, il est cinq fois plus que l'évolution naturelle. Les scientifiques considèrent un changement qui gros pour être significatif, ou au-delà ce qui se produirait en raison de hasard.

Un changement important signifie que quelque chose de différent agit dans le système pour changer les choses de ce qui a été normal pour les 10.000 dernières années. Le quelque chose de différent dans le système climatique de la Terre est l'innovation industrielle humaine et sa capacité à tirer le carbone de profondément dans la terre et l'injecter dans l'atmosphère.

Les scientifiques de questions se posent aujourd'hui est plus si les actions humaines ont conduit à l'augmentation de l'effet de serre et un climat plus chaud, mais plutôt ce que l'entreprise? Quel sera un climat plus chaud signifie pour la civilisation humaine? Et comment les humains peuvent utiliser leur influence sur le système climatique de la Terre à conserver les ressources et le mode de vie qu'ils ont dépendaient depuis des milliers d'années?

Pour répondre à des questions sur la façon dont les émissions de GES de plus en plus auront une incidence sur le climat de la terre à l'avenir, les scientifiques recherchent dans le passé pour voir si une situation semblable à aujourd'hui n'a jamais existé auparavant.