Isotopes: Wie Wissenschaftler wissen, dass der Mensch die globale Erwärmung verursachen?

Die häufigste Frage, die Menschen, wenn sie mit allen wissenschaftlichen Daten über die globale Klimaerwärmung konfrontiert fragen ist, wie die Wissenschaftler sicher sein kann, dass die Menschen für den Anstieg der Treibhausgase verantwortlich sind, insbesondere Kohlendioxid. Die Antwort auf diese Frage ist, ist

Otopes.

Was sind Isotope und Kohlenstoff-Verhältnisse?

Ein Isotop ist ein Atom eines Elements, das mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen kommt in der Natur. Beispielsweise Kohlenstoff hat meistens eine Ordnungszahl von 12 (6 Protonen und Neutronen, 6) und wird von Wissenschaftlern bezeichnet als Kohlenstoff-12 oder ¹²C.

Aber auch andere Atome Kohlenstoff bestehen mit unterschiedlichen Anzahlen von Neutronen (Kohlenstoff-13 oder ¹³C 6 Protonen und 7 Neutronen und Kohlenstoff-14 oder ¹⁴C 6 Protonen und 8 Neutronen). Sie haben vielleicht gehört von ¹⁴C, weil es das Isotop, das im Laufe der Zeit zerfällt und dass die Wissenschaftler in Radiokarbon-Datierung verwendet werden.

Die Kohlenstoffatome sind durch das Leben und lebloser Materie ständig Radfahren. Wenn Pflanzen Kohlenstoffatomen aus der Atmosphäre während der Photosynthese nehmen, absorbieren sie eine größere Anzahl von ¹²C-Atomen als ¹³C-Atomen, weil die ¹³C-Atomen sind etwas schwerer in der Masse und reagieren etwas anders in chemischen Reaktionen.

Umweltwissenschaftler messen die Isotopensignatur von lebenden und nicht lebenden Dinge durch den Vergleich ¹³C zu ¹²C-Isotope. Dieser Anteil soll oder Verhältnis, von Kohlenstoff-Isotope (¹³C /¹²C) in Pflanzen unterscheidet sich von dem Verhältnis von Kohlenstoffisotopen in der Atmosphäre. Da die meisten Pflanzen bevorzugen die ¹²C-Isotop, das Verhältnis von ¹³C /¹²C in Pflanzen ist niedriger als das Verhältnis von ¹³C /¹²C in der Atmosphäre (wo kein biologischer Prozess, ein Isotop über die andere wählt).

Brennende Pflanzenmaterial oder versteinerten Pflanzenmaterial, wie fossile Brennstoffe, gibt der ¹²C-Isotope, dass Pflanzen durch Photosynthese vor Millionen von Jahren in die Atmosphäre in Form von CO absorbiert₂ Molekülen. die hinzugefügte ¹²C-Isotope in der Atmosphäre verringern die Gesamt ¹³C /¹²C-Verhältnis.

Umweltwissenschaftler vergleichen das Verhältnis von Kohlenstoff-Isotope in der Atmosphäre heute auf das Verhältnis von Kohlenstoff-Isotope in der Atmosphäre in den letzten paar tausend Jahren. (Glücklicherweise Eisbohrkernen in Grönland und der Antarktis wurden Blasen von atmosphärischen Gas seit Tausenden von Jahren Trapping!)

Was die Wissenschaftler gefunden haben, ist, dass, während die Gesamtmengen der CO₂ in der Atmosphäre erhöht wird, das Verhältnis von ¹³C /¹²C hat seit 1850 viel niedriger geworden - gleich um die Zeit, als die Menschen begannen während der industriellen Revolution fossile Brennstoffe zur Energiegewinnung verbrennen.

Haben Kohlenstoff-Verhältnisse verschoben?

Bevor Menschen die Verbrennung fossiler Brennstoffe begann, verlagerte sich die Kohlenstoff-Verhältnisse natürlich etwa 0,03 Prozent mehr als ein paar tausend Jahren. Im Laufe der letzten 150 Jahre (da der Mensch begann die Verbrennung fossiler Brennstoffe) hat die Kohlenstoff Isotopensignatur der Atmosphäre verschoben mehr als 0,15 Prozent.

Obwohl dieser Prozentsatz klein erscheint, ist es fünf Mal mehr als die natürliche Verschiebung. Wissenschaftler halten eine Änderung so groß zu sein, signifikant, oder darüber hinaus, was würden aufgrund Zufall auftreten.

Eine wesentliche Änderung bedeutet, dass etwas anderes in dem System wirken die Dinge aus zu ändern, was für den letzten 10.000 Jahren war normal oder so. Das etwas anderes in Klimasystem der Erde ist die menschliche industrielle Innovation und seine Fähigkeit, Kohlenstoff aus tief in der Erde und injizieren sie in die Atmosphäre zu ziehen.

Die Frage Wissenschaftler fragen sich heute nicht mehr ob menschlichen Handlungen haben zur Steigerung der Treibhausgase geführt und ein wärmeres Klima, sondern vielmehr das, was jetzt? Wie wird eine wärmere Klima für die menschliche Zivilisation bedeuten? Und wie kann der Mensch seine starken Einfluss auf das Klimasystem der Erde, um die Ressourcen und Lebensweise zu konservieren sie seit Tausenden von Jahren hing davon ab, haben?

Zur Beantwortung Fragen darüber, wie zunehmende GHGs wird das Klima der Erde in der Zukunft beeinflussen, schauen Wissenschaftler in die Vergangenheit, um zu sehen, ob eine ähnliche Situation wie heute noch nie existiert hat.