Isótopos: como os cientistas sabem que os seres humanos causam o aquecimento global?

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A pergunta mais comum que as pessoas perguntam quando confrontado com todos os dados científicos sobre o aquecimento global do clima é como os cientistas podem estar certos de que os seres humanos são responsáveis ​​pelo aumento de gases de efeito estufa, especialmente o dióxido de carbono. A resposta a esta questão é éotopes.

Quais são os isótopos e rácios de carbono?

A isótopo é um átomo de um elemento que ocorre naturalmente com um número diferente de neutrões. Por exemplo, na maioria das vezes carbono tem um número atómico de 12 (6 protões e neutrões 6) e é marcado por cientistas como carbono-12 ou ¹²C.

Mas outros átomos de carbono existir com diferentes números de neutrões (13 ou carbono- ¹³C tem 6 protões e 7 neutrões e de carbono-14 ou ¹⁴C tem 6 protões e 8 neutrões). Você pode ter ouvido de ¹⁴C porque&rsquo-s o isótopo que decai com o tempo e que os cientistas usam na datação por radiocarbono.

Os átomos de carbono são constantemente ciclismo através de viver e matéria inanimada. Quando as plantas absorvem átomos de carbono a partir da atmosfera durante a fotossíntese, eles absorvem um maior número de ¹²átomos de C do que ¹³átomos de C, porque o ¹³átomos de C são ligeiramente mais pesados ​​em massa e reagem um pouco diferente em reacções químicas.

Os cientistas ambientais medir a assinatura isotópica dos vivos e não vivos coisas, comparando ¹³para C ¹²isótopos C. Esta proporção, ou proporção, de isótopos de carbono (¹³C /¹²C) em plantas é diferente da proporção de isótopos de carbono na atmosfera. Porque a maioria das plantas preferem o ¹²C isótopo, o rácio de ¹³C /¹²C em plantas é mais baixa do que a relação de ¹³C /¹²C na atmosfera (onde nenhum processo biológico escolhe um isótopo através da outra).

Queima de material vegetal ou material vegetal fossilizada, como combustíveis fósseis, libera o ¹²C isótopos que as plantas absorvido através da fotossíntese milhões de anos atrás para a atmosfera sob a forma de CO₂ moléculas. o agregado ¹²C isótopos na atmosfera diminuir o global ¹³C /¹²relação C.

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Os cientistas ambientais comparar a proporção de isótopos de carbono na atmosfera hoje para a proporção de isótopos de carbono na atmosfera ao longo dos últimos dois mil anos. (Felizmente, núcleos de gelo da Groenlândia e da Antártida foram aprisionando bolhas de gás atmosférico durante milhares de anos!)

O que os cientistas descobriram é que, enquanto os montantes totais de CO₂ na atmosfera tem aumentado, a razão entre ¹³C /¹²C ficou muito mais baixo desde 1850 - bem na época em que os humanos começaram a queimar combustíveis fósseis para energia durante a Revolução Industrial.

Ter rácios de carbono mudou?

Antes de seres humanos começaram a queima de combustíveis fósseis, os rácios de carbono naturalmente deslocou cerca de 0,03 por cento sobre um par mil anos. Ao longo dos últimos 150 anos (desde que os humanos começaram a queima de combustíveis fósseis), a assinatura isotópica do carbono da atmosfera mudou mais de 0,15 por cento.

Embora esse percentual parece pequeno,&rsquo-s cinco vezes mais do que a mudança natural. Os cientistas consideram uma mudança tão grande para ser significativo, ou além do que poderia ocorrer devido ao acaso.

Uma mudança significativa significa que algo diferente está agindo no sistema para mudar as coisas a partir do que tem sido normal para os últimos 10.000 anos ou mais. O algo diferente em terra&rsquo-s sistema climático é a inovação industrial humana e sua capacidade de puxar carbono do fundo da terra e injetá-lo para a atmosfera.

A questão cientistas estão pedindo hoje já não é E se ações humanas têm levado ao aumento gases de efeito estufa e um clima mais quente, mas sim o que agora? O que um clima mais quente significa para a civilização humana? E como podem os seres humanos usam a sua influência poderosa sobre a terra&rsquo-s sistema climático para conservar os recursos e modo de vida que&rsquo-VE dependia há milhares de anos?

Para responder a perguntas sobre como GHGs crescentes afetará terra&rsquo-s clima no futuro, os cientistas olhar para o passado para ver se uma situação semelhante à de hoje já existiu antes.