Dióxido de carbono en la atmósfera terrestre.

Dióxido de carbono ( CO
2) es un gas traza importante en la atmósfera terrestre . Es una parte integral del ciclo del carbono , un ciclo biogeoquímico en el que el carbono se intercambia entre los océanos , el suelo, las rocas y la biosfera de la Tierra . Las plantas y otros fotoautótrofos utilizan la energía solar para producir carbohidratos a partir del dióxido de carbono atmosférico y el agua mediante la fotosíntesis . Casi todos los demás organismos dependen de los carbohidratos derivados de la fotosíntesis como su principal fuente de energía y compuestos de carbono. CO
2absorbe y emite radiación infrarroja en longitudes de onda de 4,26 μm (2347 cm -1 ) ( modo vibratorio de estiramiento asimétrico ) y 14,99 μm (666 cm -1 ) (modo vibratorio de flexión) y, en consecuencia, es un gas de efecto invernadero que juega un papel importante en la influencia de la Tierra. temperatura de la superficie a través del efecto invernadero . [1]

2011 fracción molar de dióxido de carbono en la troposfera

Concentraciones de CO
2en la atmósfera fueron tan altas como 4.000 partes por millón (ppm, sobre una base molar ) durante el período Cámbrico hace unos 500 millones de años hasta tan bajas como 180 ppm durante la glaciación Cuaternaria de los últimos dos millones de años. [2] Los registros de temperatura reconstruidos de los últimos 420 millones de años indican que el CO atmosférico
2las concentraciones alcanzaron un máximo de ~ 2000 ppm durante el período Devónico (hace unos 400 Myrs) y nuevamente en el período Triásico (hace 220-200 Myrs). CO medio anual global
2la concentración ha aumentado en más del 45% desde el inicio de la Revolución Industrial , de 280 ppm durante los 10,000 años hasta mediados del siglo XVIII [2] a 420 ppm en abril de 2021. [3] La concentración actual es la más alta durante 14 millones de años. [4] El aumento se ha atribuido a la actividad humana , en particular a la deforestación y la quema de combustibles fósiles . [5] Este aumento de CO
2y otros gases de efecto invernadero de larga duración en la atmósfera terrestre han producido el actual episodio de calentamiento global . Entre el 30% y el 40% del CO
2liberado por los humanos a la atmósfera se disuelve en los océanos, [6] [7] donde forma ácido carbónico y produce cambios en el equilibrio del pH oceánico .

"> File:Following Carbon Dioxide Through the Atmosphere.webmReproducir medios
Un modelo del comportamiento del carbono en la atmósfera del 1 de septiembre de 2014 al 31 de agosto de 2015. La altura de la atmósfera y la topografía de la Tierra se han exagerado verticalmente y parecen aproximadamente 40 veces más altas de lo normal para mostrar la complejidad del flujo atmosférico.
"> File:Assimilation of OCO-2 Carbon Dioxide into the GEOS Simulation.webmReproducir medios
Esta visualización muestra las concentraciones globales de dióxido de carbono (cuadrados de colores) en partes por millón por volumen (ppmv).
La curva de Keeling del CO atmosférico
2concentraciones medidas en el Observatorio Mauna Loa

Las concentraciones de dióxido de carbono han mostrado varios ciclos de variación desde aproximadamente 180 partes por millón durante las glaciaciones profundas del Holoceno y Pleistoceno hasta 280 partes por millón durante los períodos interglaciares. Tras el inicio de la Revolución Industrial , el CO atmosférico
2La concentración aumentó a más de 400 partes por millón y sigue aumentando, provocando el fenómeno del calentamiento global . [8] A abril de 2019, el nivel mensual promedio de CO
2en la atmósfera terrestre superó las 413 partes por millón. [9] La concentración media diaria de CO atmosférico
2en el Observatorio Mauna Loa superó por primera vez las 400 ppm el 10 de mayo de 2013 [10] [11], aunque esta concentración ya se había alcanzado en el Ártico en junio de 2012. [12] Cada parte por millón por volumen de CO
2en la atmósfera representa aproximadamente 2,13 gigatoneladas de carbono, o 7,82 gigatoneladas de CO
2. [13] A partir de 2018, CO
2constituye aproximadamente el 0,041% por volumen de la atmósfera, (equivalente a 410 ppm) [14] [15] [16] [17] [18] que corresponde a aproximadamente 3210 gigatoneladas de CO
2, que contiene aproximadamente 875 gigatoneladas de carbono. El CO medio global
2la concentración está aumentando actualmente a una tasa de aproximadamente 2 ppm / año y se está acelerando. [14] [19] La tasa de crecimiento actual en Mauna Loa es 2,50 ± 0,26 ppm / año (media ± 2 desviación estándar). [20] Como se ve en el gráfico de la derecha, hay una fluctuación anual: el nivel cae alrededor de 6 o 7 ppm (alrededor de 50 Gt) de mayo a septiembre durante la temporada de crecimiento del hemisferio norte , y luego sube por aproximadamente 8 o 9 ppm. El hemisferio norte domina el ciclo anual de CO
2concentración porque tiene mucha mayor superficie terrestre y biomasa vegetal que el hemisferio sur . Las concentraciones alcanzan un pico en mayo cuando comienza el reverdecimiento primaveral del hemisferio norte, y disminuyen al mínimo en octubre, cerca del final de la temporada de crecimiento. [20] [21]

Dado que el calentamiento global se atribuye al aumento de las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero como el CO
2y metano, los científicos monitorean de cerca el CO atmosférico
2concentraciones y su impacto en la biosfera actual. El National Geographic escribió que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera es tan alta "por primera vez en 55 años de medición, y probablemente más de 3 millones de años de historia de la Tierra". [22] La concentración actual puede ser la más alta de los últimos 20 millones de años. [23]

CO
2 concentraciones en los últimos 800.000 años
Concentración de CO atmosférico
2durante los últimos 40.000 años, desde el Último Máximo Glacial hasta la actualidad. La tasa actual de aumento es mucho más alta que en cualquier momento durante la última desglaciación .

Las concentraciones de dióxido de carbono han variado ampliamente a lo largo de los 4.540 millones de años de historia de la Tierra. Se cree que estuvo presente en la primera atmósfera de la Tierra, poco después de la formación de la Tierra. La segunda atmósfera, que consiste principalmente en nitrógeno y CO
2fue producido por la desgasificación del vulcanismo , complementado por los gases producidos durante el intenso bombardeo tardío de la Tierra por enormes asteroides . [24] Una gran parte de las emisiones de dióxido de carbono pronto se disolvió en agua y se incorporó a los sedimentos de carbonato.

La producción de oxígeno libre mediante la fotosíntesis de cianobacterias finalmente condujo a la catástrofe del oxígeno que terminó con la segunda atmósfera de la Tierra y provocó la tercera atmósfera de la Tierra (la atmósfera moderna) 2.400 millones de años antes del presente. Las concentraciones de dióxido de carbono cayeron de 4.000 partes por millón durante el período Cámbrico hace unos 500 millones de años a tan solo 180 partes por millón durante la glaciación cuaternaria de los últimos dos millones de años. [2]

Impulsores de la concentración de CO 2 en la Tierra antigua

En escalas de tiempo largas, el CO atmosférico
2la concentración está determinada por el equilibrio entre los procesos geoquímicos, incluido el entierro de carbono orgánico en los sedimentos, la erosión de las rocas de silicato y la desgasificación volcánica . El efecto neto de los leves desequilibrios en el ciclo del carbono durante decenas a cientos de millones de años ha sido la reducción del CO atmosférico.
2. En una escala de tiempo de miles de millones de años, esta tendencia a la baja parece destinada a continuar indefinidamente a medida que las liberaciones históricas masivas ocasionales de carbono enterrado debido al vulcanismo se volverán menos frecuentes (a medida que el enfriamiento del manto terrestre y el agotamiento progresivo del calor radiactivo interno continúen). Los ritmos de estos procesos son extremadamente lentos; por lo tanto, no tienen relevancia para el CO atmosférico
2 concentración durante los próximos cientos o miles de años.

En escalas de tiempo de mil millones de años, se predice que la vida vegetal, y por lo tanto animal, en la tierra morirá por completo, ya que para ese momento la mayor parte del carbono restante en la atmósfera será secuestrado bajo tierra, y las liberaciones naturales de CO
2por la actividad tectónica impulsada por la radiactividad habrá seguido disminuyendo. [25] [se necesita una mejor fuente ] La pérdida de vida vegetal también resultaría en la eventual pérdida de oxígeno. Algunos microbios son capaces de realizar la fotosíntesis a concentraciones de CO
2de unas pocas partes por millón y, por lo tanto, las últimas formas de vida probablemente desaparecerían finalmente debido al aumento de las temperaturas y la pérdida de la atmósfera cuando el sol se convierta en un gigante rojo dentro de unos cuatro mil millones de años. [26]

Medición de la concentración de CO 2 en la Tierra antigua

Gráfico de CO 2 (verde), temperatura reconstruida (azul) y polvo (rojo) del núcleo de hielo de Vostok durante los últimos 420.000 años
Correspondencia entre temperatura y CO atmosférico
2 durante los últimos 800.000 años

El método más directo para medir las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico durante períodos antes del muestreo instrumental es medir las burbujas de aire ( inclusiones de fluido o gas ) atrapadas en las capas de hielo de la Antártida o Groenlandia . Los más aceptados de estos estudios provienen de una variedad de núcleos antárticos e indican que el CO atmosférico
2las concentraciones eran aproximadamente 260-280 ppmv inmediatamente antes de que comenzaran las emisiones industriales y no variaron mucho de este nivel durante los 10,000 años anteriores . [27] El registro de núcleos de hielo más largo proviene del este de la Antártida, donde se tomaron muestras de hielo hasta una edad de 800.000 años. [28] Durante este tiempo, la concentración de dióxido de carbono atmosférico ha variado entre 180 y 210 ppm durante las edades de hielo , aumentando a 280-300 ppm durante los interglaciares más cálidos . [29] [30] El comienzo de la agricultura humana durante la época actual del Holoceno puede haber estado fuertemente relacionado con el CO atmosférico
2Aumento después de que terminó la última edad de hielo, un efecto de fertilización que aumenta el crecimiento de la biomasa de las plantas y reduce los requisitos de conductancia estomática para el CO
2consumo, reduciendo consecuentemente las pérdidas de agua por transpiración y aumentando la eficiencia del uso del agua. [31]

Se han utilizado varias mediciones indirectas para intentar determinar las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera hace millones de años. Estos incluyen las proporciones de isótopos de boro y carbono en ciertos tipos de sedimentos marinos y el número de estomas observados en las hojas de las plantas fósiles. [32]

El fitano es un tipo de alcano diterpenoide . Es un producto de descomposición de la clorofila y ahora se usa para estimar el CO antiguo
2niveles. [33] El fitano proporciona un registro continuo de CO
2concentraciones, pero también puede superponerse a una ruptura en el CO
2récord de más de 500 millones de años. [33]

Hay evidencia de niveles altos de CO
2concentraciones entre 200 y 150 millones de años atrás de más de 3.000 ppm, y entre 600 y 400 millones de años atrás de más de 6.000 ppm. [23] En tiempos más recientes, el CO atmosférico
2la concentración siguió cayendo después de hace unos 60 millones de años. Hace unos 34 millones de años, el momento de la extinción del Eoceno-Oligoceno y cuando la capa de hielo de la Antártida comenzó a tomar su forma actual, CO
2era de aproximadamente 760 ppm, [34] y hay evidencia geoquímica de que las concentraciones eran inferiores a 300 ppm hace unos 20 millones de años. Disminución de CO
2La concentración, con un punto de inflexión de 600 ppm, fue el principal agente que provocó la glaciación antártica. [35] CO bajo
2Las concentraciones pueden haber sido el estímulo que favoreció la evolución de las plantas C4 , cuya abundancia aumentó mucho entre 7 y 5 millones de años atrás. [32] Basado en un análisis de hojas fósiles, Wagner et al. [36] argumentó que el CO atmosférico
2las concentraciones durante el último período de 7.000 a 10.000 años fueron significativamente superiores a 300 ppm y contenían variaciones sustanciales que pueden estar correlacionadas con las variaciones climáticas. Otros han disputado tales afirmaciones, sugiriendo que es más probable que reflejen problemas de calibración que cambios reales en el CO.
2. [37] Es pertinente para esta diferencia la observación de que los núcleos de hielo de Groenlandia a menudo presentan niveles de CO más altos y variables.
2valores que mediciones similares en la Antártida. Sin embargo, los grupos responsables de tales mediciones (por ejemplo, HJ Smith et al. [38] ) creen que las variaciones en los núcleos de Groenlandia son el resultado de la descomposición in situ del polvo de carbonato de calcio que se encuentra en el hielo. Cuando las concentraciones de polvo en los núcleos de Groenlandia son bajas, como casi siempre lo son en los núcleos de la Antártida, los investigadores informan de una buena concordancia entre las mediciones de CO2 de la Antártida y Groenlandia.
2 concentraciones.

Un pictograma del efecto invernadero.

El efecto invernadero natural de la Tierra hace posible la vida tal como la conocemos y el dióxido de carbono juega un papel importante en el suministro de la temperatura relativamente alta de la que disfruta el planeta. El efecto invernadero es un proceso por el cual la radiación térmica de una atmósfera planetaria calienta la superficie del planeta más allá de la temperatura que tendría en ausencia de su atmósfera. [39] [40] [41] Sin el efecto invernadero, la temperatura de la Tierra sería de aproximadamente −18 ° C (−0,4 ° F) [42] [43] en comparación con la temperatura real de la superficie de la Tierra de aproximadamente 14 ° C (57,2 ° F). [44]

Se cree que el dióxido de carbono ha tenido un efecto importante en la regulación de la temperatura de la Tierra a lo largo de sus 4.700 millones de años de historia. Al principio de la vida de la Tierra, los científicos han encontrado evidencia de agua líquida que indica un mundo cálido, aunque se cree que la producción del Sol solo ha sido el 70% de lo que es hoy. Los científicos han sugerido que concentraciones más altas de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra primitiva podrían ayudar a explicar esta paradoja del tenue sol joven . Cuando la Tierra se formó por primera vez, la atmósfera de la Tierra pudo haber contenido más gases de efecto invernadero y CO
2las concentraciones pueden haber sido más altas, con una presión parcial estimada de hasta 1000  kPa (10  bar ), porque no hubo fotosíntesis bacteriana para reducir el gas a compuestos de carbono y oxígeno. Metano , un gas de efecto invernadero muy activo que reacciona con el oxígeno para producir CO
2y el vapor de agua, también pueden haber sido más frecuentes, con una proporción de mezcla de 10 -4 (100 partes por millón en volumen). [45] [46]

Impulsores de forzamiento radiativo del cambio climático en el año 2011, en relación con el período preindustrial (1750).

Aunque el agua es responsable de la mayor parte (alrededor del 36-70%) del efecto invernadero total, el papel del vapor de agua como gas de efecto invernadero depende de la temperatura. En la Tierra, el dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero más relevante y de influencia antropológica directa. El dióxido de carbono se menciona a menudo en el contexto de su mayor influencia como gas de efecto invernadero desde la era preindustrial (1750). En el Quinto Informe de Evaluación del IPCC, se estimó que el aumento de CO 2 era responsable de 1,82 W m −2 del cambio de 2,63 W m −2 en el forzamiento radiativo en la Tierra (alrededor del 70%). [47]

El concepto de CO 2 atmosférico que aumenta la temperatura del suelo fue publicado por primera vez por Svante Arrhenius en 1896. [48] El aumento del forzamiento radiativo debido al aumento del CO 2 en la atmósfera terrestre se basa en las propiedades físicas del CO 2 y las ventanas de absorción no saturadas. donde el CO 2 absorbe la energía de onda larga saliente. El aumento de la fuerza genera más cambios en el equilibrio energético de la Tierra y, a largo plazo, en el clima de la Tierra. [47]

Este diagrama del ciclo rápido del carbono muestra el movimiento de carbono entre la tierra, la atmósfera y los océanos en miles de millones de toneladas métricas de carbono por año. Los números amarillos son flujos naturales, los rojos son contribuciones humanas, los blancos son carbono almacenado. [49]

El dióxido de carbono atmosférico juega un papel integral en el ciclo del carbono de la Tierra mediante el cual el CO
2se elimina de la atmósfera mediante algunos procesos naturales como la fotosíntesis y la deposición de carbonatos, para formar calizas, por ejemplo, y se vuelve a añadir a la atmósfera mediante otros procesos naturales como la respiración y la disolución ácida de los depósitos de carbonatos. Hay dos ciclos amplios del carbono en la Tierra: el ciclo rápido del carbono y el ciclo lento del carbono. El ciclo rápido del carbono se refiere a los movimientos de carbono entre el medio ambiente y los seres vivos en la biosfera, mientras que el ciclo lento del carbono implica el movimiento de carbono entre la atmósfera, los océanos, el suelo, las rocas y el vulcanismo. Ambos ciclos están intrínsecamente interconectados y el CO atmosférico
2 Facilita la vinculación.

Fuentes naturales de CO atmosférico
2incluyen la desgasificación volcánica , la combustión de materia orgánica , los incendios forestales y los procesos de respiración de los organismos aeróbicos vivos . Fuentes artificiales de CO
2incluyen la quema de combustibles fósiles para calefacción, generación de energía y transporte , así como algunos procesos industriales como la fabricación de cemento. También es producido por diversos microorganismos a partir de la fermentación y la respiración celular . Las plantas , las algas y las cianobacterias convierten el dióxido de carbono en carbohidratos mediante un proceso llamado fotosíntesis. Obtienen la energía necesaria para esta reacción a partir de la absorción de la luz solar por la clorofila y otros pigmentos. El oxígeno, que se produce como un subproducto de la fotosíntesis, se libera a la atmósfera y posteriormente los organismos heterótrofos y otras plantas lo utilizan para la respiración , formando un ciclo con el carbono.

CO anual
2fluye desde fuentes antropogénicas (izquierda) hacia la atmósfera de la Tierra, la tierra y los sumideros oceánicos (derecha) desde el año 1960. Unidades en equivalentes gigatoneladas de carbono por año. [50]

La mayoría de las fuentes de CO
2Las emisiones son naturales y se equilibran en varios grados con CO similares
2se hunde. Por ejemplo, la descomposición de material orgánico en bosques, pastizales y otra vegetación terrestre, incluidos los incendios forestales, da como resultado la liberación de aproximadamente 436  gigatoneladas de CO
2(que contiene 119 gigatoneladas de carbono) cada año, mientras que el CO
2la captación por nuevos crecimientos en tierra contrarresta estas liberaciones, absorbiendo 451 Gt (123 Gt C). [51] Aunque mucho CO
2en la atmósfera primitiva de la Tierra joven fue producida por la actividad volcánica , la actividad volcánica moderna libera solo 130 a 230  megatoneladas de CO
2cada año. [52] Las fuentes naturales están más o menos equilibradas por sumideros naturales, en forma de procesos químicos y biológicos que eliminan el CO.
2de la atmósfera. Por el contrario, a partir del año 2019, la extracción y quema de carbono fósil geológico por parte de los humanos libera más de 30 gigatoneladas de CO
2(9 mil millones de toneladas de carbono) cada año. [50] Esta alteración mayor del equilibrio natural es responsable del crecimiento reciente del CO atmosférico.
2concentración. [16] [53]

En general, existe un gran flujo natural de CO atmosférico
2dentro y fuera de la biosfera , tanto en tierra como en los océanos. [54] En la era preindustrial, cada uno de estos flujos estaba en equilibrio hasta tal punto que poco CO neto
2fluyó entre las reservas de carbono terrestres y oceánicas, y pocos cambios dieron como resultado la concentración atmosférica. Desde la era humana preindustrial hasta 1940, la biosfera terrestre representó una fuente neta de CO atmosférico
2(impulsado en gran parte por cambios en el uso de la tierra), pero posteriormente se cambió a un sumidero neto con crecientes emisiones de carbono fósil. [55] En 2012, aproximadamente el 57% del CO emitido por humanos
2, principalmente de la quema de carbono fósil, fue absorbido por sumideros terrestres y oceánicos. [56] [55]

La relación del aumento de CO atmosférico
2al CO emitido
2se conoce como fracción aerotransportada (Keeling et al., 1995). Esta proporción varía a corto plazo y suele ser de alrededor del 45% durante períodos más largos (5 años). [55] El carbono estimado en la vegetación terrestre mundial aumentó de aproximadamente 740 gigatoneladas en 1910 a 780 gigatoneladas en 1990. [57] En 2009, la neutralización oceánica había reducido el pH del agua de mar en 0,11 debido a la absorción de CO emitido
2. [58]

CO 2 atmosférico y fotosíntesis

La fotosíntesis convierte la luz solar en energía química, divide el agua para liberar O 2 y fija el CO 2 en azúcar.

El dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra es esencial para la vida y para la mayor parte de la biosfera planetaria. A lo largo de la historia geológica de la Tierra CO
2las concentraciones han jugado un papel en la evolución biológica. Los primeros organismos fotosintéticos probablemente evolucionaron temprano en la historia evolutiva de la vida y probablemente usaron agentes reductores como el hidrógeno o el sulfuro de hidrógeno como fuentes de electrones, en lugar de agua. [59] Las cianobacterias aparecieron más tarde, y el exceso de oxígeno que producían contribuyó a la catástrofe del oxígeno , [60] que hizo posible la evolución de la vida compleja . En tiempos geológicos recientes, bajo nivel de CO
2concentraciones inferiores a 600 partes por millón podrían haber sido el estímulo que favoreció la evolución de las plantas C4 , cuya abundancia aumentó enormemente hace entre 7 y 5 millones de años sobre las plantas que utilizan la vía metabólica C3 menos eficiente . [32] A las presiones atmosféricas actuales, la fotosíntesis se apaga cuando el CO atmosférico
2las concentraciones caen por debajo de 150 ppm y 200 ppm, aunque algunos microbios pueden extraer carbono del aire en concentraciones mucho más bajas. [61] [62] Hoy en día, la tasa promedio de captura de energía por fotosíntesis a nivel mundial es de aproximadamente 130  teravatios , [63] [64] [65] que es aproximadamente seis veces mayor que el consumo de energía actual de la civilización humana . [66] Los organismos fotosintéticos también convierten alrededor de 100 a 115 mil millones de toneladas métricas de carbono en biomasa por año. [67] [68]

Los organismos fotosintéticos son fotoautótrofos , lo que significa que pueden sintetizar alimentos directamente a partir del CO.
2y agua usando energía de la luz. Sin embargo, no todos los organismos que utilizan la luz como fuente de energía realizan la fotosíntesis, ya que los fotoheterótrofos utilizan compuestos orgánicos, en lugar de CO.
2, como fuente de carbono. [69] En plantas, algas y cianobacterias, la fotosíntesis libera oxígeno. A esto se le llama fotosíntesis oxigenada . Aunque existen algunas diferencias entre la fotosíntesis oxigenada en plantas , algas y cianobacterias , el proceso general es bastante similar en estos organismos. Sin embargo, existen algunos tipos de bacterias que realizan la fotosíntesis anoxigénica , que consume CO
2 pero no libera oxígeno.

El dióxido de carbono se convierte en azúcares en un proceso llamado fijación de carbono . La fijación de carbono es una reacción redox endotérmica , por lo que la fotosíntesis necesita suministrar tanto la fuente de energía para impulsar este proceso como los electrones necesarios para convertir el CO
2en un carbohidrato . Esta adición de electrones es una reacción de reducción . En líneas generales y de hecho, la fotosíntesis es lo opuesto a la respiración celular , en la que la glucosa y otros compuestos se oxidan para producir CO.
2y agua, y para liberar energía química exotérmica para impulsar el metabolismo del organismo . Sin embargo, los dos procesos tienen lugar a través de una secuencia diferente de reacciones químicas y en diferentes compartimentos celulares.

La mayoría de los organismos que utilizan la fotosíntesis para producir oxígeno utilizan la luz visible para hacerlo, aunque al menos tres utilizan radiación infrarroja de onda corta o, más específicamente, radiación roja lejana. [70]

Efectos del aumento de CO 2 en plantas y cultivos

Una revisión de 1993 de estudios científicos sobre invernaderos encontró que una duplicación del CO
2La concentración estimularía el crecimiento de 156 especies de plantas diferentes en un promedio del 37%. La respuesta varió significativamente según la especie, y algunas mostraron ganancias mucho mayores y algunas mostraron pérdidas. Por ejemplo, un estudio de invernadero de 1979 encontró que con el doble de CO
2concentración, el peso seco de las plantas de algodón de 40 días se duplicó, pero el peso seco de las plantas de maíz de 30 días aumentó sólo en un 20%. [71] [72]

Además de los estudios de invernadero, las mediciones de campo y satelitales intentan comprender el efecto del aumento de CO
2en ambientes más naturales. En los experimentos de enriquecimiento de dióxido de carbono al aire libre (FACE), las plantas se cultivan en parcelas de campo y el CO
2la concentración del aire circundante se eleva artificialmente. Estos experimentos generalmente usan menos CO
2niveles que los estudios de invernadero. Muestran ganancias de crecimiento más bajas que los estudios de invernadero, y las ganancias dependen en gran medida de la especie en estudio. Una revisión de 2005 de 12 experimentos a 475–600 ppm mostró una ganancia promedio del 17% en el rendimiento de los cultivos, con las leguminosas mostrando típicamente una mayor respuesta que otras especies y las plantas C4 generalmente mostrando menos. La revisión también indicó que los experimentos tienen sus propias limitaciones. El CO estudiado
2los niveles eran más bajos y la mayoría de los experimentos se llevaron a cabo en regiones templadas. [73] Las mediciones satelitales encontraron un índice de área foliar en aumento del 25% al ​​50% del área con vegetación de la Tierra durante los últimos 35 años (es decir, un enverdecimiento del planeta), lo que proporciona evidencia de un efecto positivo de fertilización con CO 2 . [74] [75]

Un artículo de Politico de 2017 afirma que el aumento de CO
2Los niveles pueden tener un impacto negativo en la calidad nutricional de varios cultivos de alimentos para humanos , al aumentar los niveles de carbohidratos , como la glucosa , al tiempo que disminuyen los niveles de nutrientes importantes como las proteínas , el hierro y el zinc . Los cultivos que experimentan una disminución de las proteínas son el arroz , el trigo , la cebada y las patatas . [76] [ cita científica necesaria ]

El CO 2 atmosférico y el ciclo del carbono oceánico

Intercambio aire-mar de CO
2

Los océanos de la Tierra contienen una gran cantidad de CO
2en forma de iones bicarbonato y carbonato, mucho más que la cantidad en la atmósfera. El bicarbonato se produce en reacciones entre rocas, agua y dióxido de carbono. Un ejemplo es la disolución de carbonato de calcio:

CaCO
3+ CO
2+ H
2O ⇌ Ca2+
+ 2 HCO-
3

Reacciones como esta tienden a amortiguar los cambios en el CO atmosférico.
2. Dado que el lado derecho de la reacción produce un compuesto ácido, agregar CO
2en el lado izquierdo disminuye el pH del agua de mar, un proceso que se ha denominado acidificación del océano (el pH del océano se vuelve más ácido aunque el valor del pH permanece en el rango alcalino). Reacciones entre CO
2y las rocas no carbonatadas también agregan bicarbonato a los mares. Más tarde, esto puede sufrir lo contrario de la reacción anterior para formar rocas carbonatadas, liberando la mitad del bicarbonato como CO.
2. Durante cientos de millones de años, esto ha producido enormes cantidades de rocas carbonatadas.

En última instancia, la mayor parte del CO
2emitida por las actividades humanas se disolverá en el océano; [77] sin embargo, la velocidad a la que el océano lo absorberá en el futuro es menos segura. Incluso si se alcanza el equilibrio, incluida la disolución de los minerales de carbonato, el aumento de la concentración de bicarbonato y la concentración disminuida o sin cambios de iones de carbonato darán lugar a una mayor concentración de ácido carbónico no ionizado y CO disuelto.
2. Esta mayor concentración en los mares, junto con mayores temperaturas, significaría una mayor concentración de equilibrio de CO
2en el aire. [78] [79]

El dióxido de carbono tiene efectos únicos a largo plazo sobre el cambio climático que son casi "irreversibles" durante mil años después de que cesan las emisiones (cero emisiones adicionales). Los gases de efecto invernadero metano y óxido nitroso no persisten en el tiempo de la misma forma que el dióxido de carbono. Incluso si las emisiones humanas de dióxido de carbono cesasen por completo, no se espera que las temperaturas atmosféricas disminuyan significativamente a corto plazo. Esto se debe a que la temperatura del aire está determinada por un equilibrio entre el calentamiento, debido a los gases de efecto invernadero, y el enfriamiento debido a la transferencia de calor al océano. Si las emisiones se detuvieran, el CO
2los niveles y el efecto de calentamiento disminuirían lentamente, pero simultáneamente el enfriamiento debido a la transferencia de calor disminuiría (porque la temperatura del mar se acercaría a la temperatura del aire), con el resultado de que la temperatura del aire disminuiría solo lentamente. La temperatura del mar continuaría aumentando, provocando una expansión térmica y un cierto aumento del nivel del mar. [78] Bajar las temperaturas globales más rápidamente requeriría secuestro de carbono o geoingeniería .

El carbono se mueve entre la atmósfera, la vegetación (viva y muerta), el suelo, la capa superficial del océano y las profundidades del océano. Fortunat Joos en Berna y sus colegas desarrollaron un modelo detallado , llamado modelo de Berna. [80] Un modelo más simple basado en él da la fracción de CO
2que permanece en la atmósfera en función del número de años después de su emisión a la atmósfera: [81]

Según este modelo, el 21,7% del dióxido de carbono liberado al aire permanece allí para siempre, pero por supuesto esto no es cierto si el material que contiene carbono se retira del ciclo (y se almacena) de formas que no están operativas en la actualidad ( artificial secuestro ).

CO 2 en la Tierra 's atmósfera si la mitad de antropogénicas de CO 2 emisiones están no absorbido. [82] [83] [84] ( simulación por computadora de la NASA )

Mientras que CO
2La absorción y liberación siempre ocurre como resultado de procesos naturales, el reciente aumento de CO
2Se sabe que los niveles en la atmósfera se deben principalmente a la actividad humana (antropogénica). [85] Hay cuatro formas en que se sabe que la actividad humana, especialmente la quema de combustibles fósiles, ha causado el rápido aumento del CO atmosférico
2 en los últimos siglos:

  • Varias estadísticas nacionales que dan cuenta del consumo de combustibles fósiles, combinadas con el conocimiento de la cantidad de CO atmosférico
    2    se produce por unidad de combustible fósil (por ejemplo, litro de gasolina ). [86]
  • Examinando la proporción de varios isótopos de carbono en la atmósfera. [85] La quema de combustibles fósiles enterrados hace mucho tiempo libera CO
    2    que contienen carbono de diferentes proporciones isotópicas a las de las plantas vivas, lo que permite distinguir entre contribuciones naturales y humanas al CO
    2     concentración.
  • CO atmosférico más alto
    2    concentraciones en el hemisferio norte, donde vive la mayor parte de la población mundial (y de donde se originan las emisiones), en comparación con el hemisferio sur. Esta diferencia ha aumentado a medida que aumentan las emisiones antropogénicas. [87]
  • Los niveles de O 2 atmosférico están disminuyendo en la atmósfera de la Tierra a medida que reacciona con el carbono de los combustibles fósiles para formar CO.
    2    . [88]

La quema de combustibles fósiles como el carbón , el petróleo y el gas natural es la principal causa del aumento de CO antropogénico
2; la deforestación es la segunda causa principal. En 2010, 9.14 gigatoneladas de carbono (GtC, equivalente a 33.5 gigatoneladas de CO
2o alrededor de 4,3 ppm en la atmósfera terrestre) se liberaron de la producción de cemento y combustibles fósiles en todo el mundo, en comparación con 6,15 GtC en 1990. [89] Además, el cambio de uso de la tierra contribuyó con 0,87 GtC en 2010, en comparación con 1,45 GtC en 1990. [89] En 1997, se estimó que los incendios de turba en Indonesia provocados por el hombre liberaron entre el 13% y el 40% del promedio anual de emisiones de carbono globales causadas por la quema de combustibles fósiles . [90] [91] [92] En el período de 1751 a 1900, se liberaron alrededor de 12 GtC como CO
2a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles, mientras que de 1901 a 2013 la cifra fue de aproximadamente 380 GtC. [93]


El Sistema Integrado de Observación de Carbono (ICOS) publica continuamente datos sobre CO
2 emisiones, presupuesto y concentración en estaciones de observación individuales.

CO
2emisiones [94] [95]
Año Combustibles fósiles
e industria
Gt C
Cambio de uso del suelo
Gt C		Total
Gt C		Total
Gt CO
2
2010 9.05 1,38 10,43 38,2
2011 9.35 1,34 10,69 39,2
2012 9.5 1,47 10,97 40,3
2013 9.54 1,52 11.06 40,6
2014 9,61 1,66 11.27 41,4
2015 9,62 1,7 11.32 41,5
2016 9,66 1,54 11,2 41,1
2017 9,77 1,47 11.24 41,3
2018 9,98 1,51 11.49 42,1
2019
(proyección)		10.0 1.8 11,8 43,1

Las emisiones de carbono antropogénicas superan la cantidad que pueden absorber o compensar los sumideros naturales. [96] Como resultado, el dióxido de carbono se ha acumulado gradualmente en la atmósfera y, a partir de 2019, su concentración está casi un 48% por encima de los niveles preindustriales. [11] Se han propuesto varias técnicas para eliminar el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera (ver Sumidero de carbono # Secuestro artificial ). Actualmente, aproximadamente la mitad del dióxido de carbono liberado por la quema de combustibles fósiles no es absorbido por la vegetación y los océanos y permanece en la atmósfera . [97]

  • Emisiones mundiales de carbono fósil 1800-2014

  • Imagen en falso color del humo y la contaminación por ozono de los incendios de Indonesia, 1997

  • Biosfera CO
    2     flujo en el invierno del hemisferio norte (NOAA Carbon Tracker)

  • Biosfera CO
    2     flujo en el verano del hemisferio norte (NOAA Carbon Tracker)

Observaciones de dióxido de carbono de 2005 a 2014 que muestran las variaciones estacionales y la diferencia entre los hemisferios norte y sur

Las primeras mediciones reproduciblemente precisas del CO 2 atmosférico fueron las mediciones de muestras de matraces realizadas por Dave Keeling en Caltech en la década de 1950. [98] Unos años más tarde, en marzo de 1958, Keeling inició las primeras mediciones en curso en Mauna Loa . Desde entonces, se han realizado mediciones en Mauna Loa. Ahora, las mediciones se realizan en muchos sitios a nivel mundial. También se utilizan técnicas de medición adicionales. Muchos sitios de medición forman parte de redes globales más grandes. Los datos de la red global a menudo se ponen a disposición del público en las condiciones de reconocimiento adecuado de acuerdo con las respectivas políticas de usuario de datos.

Hay varias redes de medición de superficie (incluidos matraces y continuas in situ) que incluyen NOAA / ERSL , [99] WDCGG, [100] y RAMCES. [101] La NOAA / ESRL Línea Base Red Observatorio, y la Institución Scripps de Oceanografía de la red [102] de datos están alojados en el CDIAC en ORNL . El Centro Mundial de Datos de Gases de Efecto Invernadero (WDCGG), parte de la VAG , los datos están alojados en la JMA . La base de datos Reseau Atmospherique de Mesure des Composes an Effet de Serre (RAMCES) es parte de IPSL .

A partir de estas mediciones, se elaboran otros productos que integran datos de las diversas fuentes. Estos productos también abordan cuestiones como la discontinuidad y la escasez de datos. GLOBALVIEW-CO2 es uno de estos productos. [103]

Las mediciones en curso de la columna total en tierra comenzaron más recientemente. Las mediciones de columna generalmente se refieren a una cantidad de columna promediada indicada X CO2 , en lugar de una medición de superficie únicamente. Estas medidas las realiza el TCCON . Estos datos también se alojan en el CDIAC y se ponen a disposición del público de acuerdo con la política de uso de datos. [104]

Las mediciones de satélite también son una adición reciente a las mediciones de X CO2 atmosférico . SCIAMACHY a bordo del ENVISAT de la ESA realizó mediciones globales de CO2 en la columna X de 2002 a 2012. AIRS a bordo del satélite Aqua de la NASA realiza mediciones globales de X CO2 y fue lanzado poco después de ENVISAT en 2012. Los satélites más recientes han mejorado significativamente la densidad de datos y la precisión de las mediciones globales. Las misiones más nuevas tienen resoluciones espaciales y espectrales más altas. El GOSAT de JAXA fue el primer satélite de monitoreo de GEI dedicado que alcanzó la órbita con éxito en 2009. El OCO-2 de la NASA lanzado en 2014 fue el segundo. Se planean varias otras misiones de satélites para medir el X CO2 atmosférico .

  • Ciclo del carbono
  • Récord de temperatura global
  • Curva de Keeling : un gráfico de la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra basado en mediciones tomadas en Hawái.

  1. ^ Petty, GW (2004). "Un primer curso en radiación atmosférica" . Transacciones Eos . 85 (36): 229–51. Código bibliográfico : 2004EOSTr..85..341P . doi : 10.1029 / 2004EO360007 .
  2. ^ a b c Eggleton, Tony (2013). Una breve introducción al cambio climático . Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 52. ISBN 9781107618763.
  3. ^ Bressan, David. "Picos de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre a un nivel récord" . Forbes . Consultado el 15 de abril de 2021 .
  4. ^ Zhang, Yi Ge; et al. (28 de octubre de 2013). "Una historia de 40 millones de años de CO2 atmosférico" . Philosophical Transactions de la Royal Society A . 371 (2001): 20130096. Código bibliográfico : 2013RSPTA.37130096Z . doi : 10.1098 / rsta.2013.0096 . PMID  24043869 .
  5. ^ Etheridge, DM; LP Steele; RL Langenfelds; RJ Francey; J.-M. Barnola; VI Morgan (1996). "Cambios naturales y antropogénicos en el CO atmosférico
    2    durante los últimos 1000 años desde el aire en el hielo de la Antártida y firn ". Journal of Geophysical Research . 101 (D2): 4115-28. Bibcode : 1996JGR ... 101.4115E . doi : 10.1029 / 95JD03410 . ISSN  0148-0227 .
  6. ^ Millero, Frank J. (1995). "Termodinámica del sistema de dióxido de carbono en los océanos". Geochimica et Cosmochimica Acta . 59 (4): 661–77. Código Bibliográfico : 1995GeCoA..59..661M . doi : 10.1016 / 0016-7037 (94) 00354-O .
  7. ^ Feely, RA; et al. (Julio de 2004). "Impacto del CO 2 antropogénico en el sistema CaCO 3 en los océanos". Ciencia . 305 (5682): 362–66. Código Bibliográfico : 2004Sci ... 305..362F . doi : 10.1126 / science.1097329 . PMID  15256664 . S2CID  31054160 .
  8. ^ IPCC AR5 WG1 (2013), Stocker, TF; et al. (eds.), Cambio climático 2013: La base de la ciencia física. Contribución del Grupo de Trabajo 1 (WG1) al Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) (AR5) , Cambridge University Press Sitio web del Grupo de Trabajo 1 sobre Cambio Climático 2013.
  9. ^ https://www.co2.earth/
  10. ^ "El dióxido de carbono pasa la marca simbólica" . BBC . 10 de mayo de 2013 . Consultado el 10 de mayo de 2013 .
  11. ^ a b " CO promedio semanal actualizado2at Mauna Loa " . NOAA . Consultado el 1 de junio de 2019 .
  12. ^ "Los niveles de gases de efecto invernadero superan los simbólicos 400ppm de CO2milestone " . The Guardian . Associated Press. 1 de junio de 2012. Consultado el 11 de mayo de 2013 .
  13. ^ "Tablas de conversión" . Centro de análisis de información sobre dióxido de carbono . Laboratorio Nacional de Oak Ridge. 18 de julio de 2020. Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2012 . Consultado el 18 de julio de 2020 .
  14. ^ "Just CO2unting ..." Archivado desde el original el 18 de febrero de 2010.
  15. ^ a b "Tendencias en dióxido de carbono atmosférico" . Laboratorio de Investigación del Sistema Terrestre . NOAA .
  16. ^ Vaughan, A (6 de mayo de 2015). "Los niveles globales de dióxido de carbono rompen el hito de 400ppm" . The Guardian . Consultado el 7 de mayo de 2015 .
  17. ^ Dlugokencky, E; Tans, P (6 de mayo de 2015). "División de Monitoreo Global de ESRL" . Laboratorio de Investigación del Sistema Terrestre . NOAA . Consultado el 7 de mayo de 2015 .
  18. ^ "Aspectos destacados del presupuesto de carbono 2009" . globalcarbonproject.org. Archivado desde el original el 16 de diciembre de 2011 . Consultado el 2 de noviembre de 2012 .
  19. ^ a b Rasmussen, Carl Edward. "Tasa de crecimiento de dióxido de carbono atmosférico" .
  20. ^ "Preguntas frecuentes" . Centro de análisis de información sobre dióxido de carbono (CDIAC). Archivado desde el original el 17 de agosto de 2011 . Consultado el 13 de junio de 2007 .
  21. ^ Kunzig, Robert (9 de mayo de 2013). "Hito climático: CO2 de la Tierra2Level Passes 400 ppm " . National Geographic . Consultado el 12 de mayo de 2013 .
  22. ^ a b IPCC: Cambio climático 2001: la base científica
  23. ^ Zahnle, K .; Schaefer, L .; Fegley, B. (2010). "Atmósferas más tempranas de la Tierra" . Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología . 2 (10): a004895. doi : 10.1101 / cshperspect.a004895 . PMC  2944365 . PMID  20573713 .
  24. ^ Ward, Peter D .; Brownlee, Donald (2003). La vida y muerte del planeta Tierra . Macmillan. págs. 117-28. ISBN 978-0-8050-7512-0.
  25. ^ Caldeira, Ken; Kasting, James F. (diciembre de 1992). "La duración de la vida de la biosfera revisada". Naturaleza . 360 (6406): 721–23. Código Bibliográfico : 1992Natur.360..721C . doi : 10.1038 / 360721a0 . PMID  11536510 . S2CID  4360963 .
  26. ^ Etheridge, DM; Steele, LP; Langenfelds, RL; Francey, RJ; Barnola, JM; Morgan, VI (junio de 1998). " CO histórico2registro derivado de un ajuste spline (corte de 20 años) de los núcleos de hielo Law Dome DE08 y DE08-2 " . Carbon Dioxide Information Analysis Center . Oak Ridge National Laboratory . Archivado desde el original el 12 de julio de 2012. Consultado el 12 de junio de 2007 .
  27. ^ Amos, J. (4 de septiembre de 2006). "El hielo profundo cuenta una larga historia climática" . BBC News . Consultado el 28 de abril de 2010 .
  28. ^ Hileman B. (noviembre de 2005). "Ice Core Record Extended: análisis de aire atrapado muestran CO actual2en el nivel más alto en 650.000 años " . Chemical & Engineering News . 83 (48): 7. doi : 10.1021 / cen-v083n048.p007 . ISSN  0009-2347 .
  29. ^ Datos del núcleo de hielo de Vostok , ncdc.noaa.gov
  30. ^ Richerson PJ; Boyd R .; Bettinger RL (julio de 2001). "¿Era la agricultura imposible durante el Pleistoceno pero obligatoria durante el Holoceno?" (PDF) . Antigüedad americana . 66 (3): 387–411. doi : 10.2307 / 2694241 . JSTOR  2694241 . S2CID  163474968 .
  31. ^ a b c Osborne, CP; Beerling, DJ (2006). "Revolución verde de la naturaleza: el notable aumento evolutivo de las plantas C 4 " . Transacciones filosóficas de la Royal Society B: Ciencias biológicas . 361 (1465): 173–94. doi : 10.1098 / rstb.2005.1737 . PMC  1626541 . PMID  16553316 .
  32. ^ a b Witkowski, Caitlyn (28 de noviembre de 2018). "Los fósiles moleculares del fitoplancton revelan tendencia secular de Pco2 sobre el fanerozoico" . Avances científicos . 2 (11): eaat4556. Código bibliográfico : 2018SciA .... 4.4556W . doi : 10.1126 / sciadv.aat4556 . PMC  6261654 . PMID  30498776 .
  33. ^ "Nuevo CO2los datos ayudan a descubrir los secretos de la formación antártica " . Physorg.com. 13 de septiembre de 2009.
  34. ^ Pagani, Mark; Huber, Matthew; Liu, Zhonghui; Bohaty, Steven M .; Henderiks, Jorijntje; Sijp, Willem; Krishnan, Srinath; Deconto, Robert M. (2 de diciembre de 2011). "La caída en los niveles de dióxido de carbono llevó a la capa de hielo polar, según un estudio" . Ciencia . 334 (6060): 1261–4. Código bibliográfico : 2011Sci ... 334.1261P . doi : 10.1126 / science.1203909 . PMID  22144622 . S2CID  206533232 . Consultado el 14 de mayo de 2013 .
  35. ^ Wagner, Friederike; Bent Aaby; Henk Visscher (2002). " O atmosférico rápido2cambios asociados con el evento de enfriamiento de 8,200 años-BP " . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 99 (19): 12011–14. Bibcode : 2002PNAS ... 9912011W . doi : 10.1073 / pnas.182420699 . PMC  129389 . PMID  12202744 .
  36. ^ Indermühle, Andreas; Bernhard Stauffer; Thomas F. Stocker (1999). " CO atmosférico del Holoceno temprano2Concentraciones " . Science . 286 (5446): 1815. doi : 10.1126 / science.286.5446.1815a .
  37. ^ Smith, HJ; M Wahlen; D. Mastroianni (1997). "El CO
    2    concentración de aire atrapado en hielo GISP2 de la última transición Glacial Máximo-Holoceno ". Geophysical Research Letters . 24 (1): 1–4. Bibcode : 1997GeoRL..24 .... 1S . doi : 10.1029 / 96GL03700 .
  38. ^ "Anexo II Glosario" . Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . Consultado el 15 de octubre de 2010 .
  39. ^ Una descripción concisa del efecto invernadero se da en el Cuarto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, "¿Qué es el efecto invernadero?" FAQ 1.3 - AR4 WGI Capítulo 1: Panorama histórico de la ciencia del cambio climático , Cuarto Informe de Evaluación del IPCC, Capítulo 1, p. 115: "Para equilibrar la energía [solar] entrante absorbida, la Tierra debe, en promedio, irradiar la misma cantidad de energía de regreso al espacio. Debido a que la Tierra es mucho más fría que el Sol, irradia a longitudes de onda mucho más largas, principalmente en el parte infrarroja del espectro (ver Figura 1). Gran parte de esta radiación térmica emitida por la tierra y el océano es absorbida por la atmósfera, incluidas las nubes, y re-irradiada a la Tierra. Esto se llama efecto invernadero ".
    Stephen H. Schneider, en Geosphere-biosphere Interactions and Climate, Lennart O. Bengtsson y Claus U. Hammer, eds., Cambridge University Press, 2001, ISBN  0-521-78238-4 , págs. 90–91.
    E. Claussen, VA Cochran y DP Davis, Cambio climático: ciencia, estrategias y soluciones, Universidad de Michigan, 2001. p. 373.
    A. Allaby y M. Allaby, A Dictionary of Earth Sciences, Oxford University Press, 1999, ISBN  0-19-280079-5 , pág. 244.
  40. ^ Vaclav Smil (2003). La biosfera terrestre: evolución, dinámica y cambio . MIT Press. pag. 107. ISBN 978-0-262-69298-4.
  41. ^ "Radiación solar y equilibrio energético de la Tierra" . El sistema climático - CESE 2100 Primavera de 2007 . Universidad de Columbia . Consultado el 15 de octubre de 2010 .
  42. ^ Le Treut H, Somerville R, Cubasch U, Ding Y, Mauritzen C , Mokssit A, Peterson T, Prather M (2007). "Panorama histórico de la ciencia del cambio climático" (PDF) . En Solomon S, Qin D, Manning M, Chen Z, Marquis M, Averyt KB, Tignor M, Miller HL (eds.). Cambio climático 2007: la base de la ciencia física. Contribución del Grupo de Trabajo I al Cuarto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . Cambridge, Reino Unido y Nueva York, NY: Cambridge University Press. pag. 97.
  43. ^ "La escurridiza temperatura absoluta del aire superficial (SAT)" . Instituto Goddard de Estudios Espaciales . NOAA .
  44. ^ Walker, James CG (junio de 1985). "Dióxido de carbono en la tierra primitiva" (PDF) . Orígenes de la vida y evolución de la biosfera . 16 (2): 117–27. Código Bibliográfico : 1985OrLi ... 16..117W . doi : 10.1007 / BF01809466 . hdl : 2027,42 / 43349 . PMID  11542014 . S2CID  206804461 . Consultado el 30 de enero de 2010 .
  45. ^ Pavlov, Alexander A .; Kasting, James F .; Brown, Lisa L .; Rages, Kathy A .; Freedman, Richard (mayo de 2000). "Calentamiento de invernadero por CH 4 en la atmósfera de la Tierra primitiva" . Revista de Investigaciones Geofísicas . 105 (E5): 11981–90. Bibcode : 2000JGR ... 10511981P . doi : 10.1029 / 1999JE001134 . PMID  11543544 .
  46. ^ a b Quinto informe de evaluación del IPCC - Capítulo 8: Forzamiento radiativo antropogénico y natural. https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pdf
  47. ^ Arrhenius, Svante (1896). "Sobre la influencia del ácido carbónico en el aire sobre la temperatura del suelo" (PDF) . Revista filosófica y Revista de ciencia : 237–76.
  48. ^ Riebeek, Holli (16 de junio de 2011). "El ciclo del carbono" . Observatorio de la Tierra . NASA. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 5 de abril de 2018 .
  49. ^ a b Friedlingstein, P., Jones, M., O'Sullivan, M., Andrew, R., Hauck, J., Peters, G., Peters, W., Pongratz, J., Sitch, S., Le Quéré, C. y otros 66 (2019) "Presupuesto global de carbono 2019". Datos científicos del sistema terrestre , 11 (4): 1783–1838. doi : 10.5194 / essd-11-1783-2019 .CC-BY icon.svgEl material se copió de esta fuente, que está disponible bajo una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0 .
  50. ^ Kayler, Z., Janowiak, M., Swanston, C. (2017). "El ciclo global del carbono". Consideración del carbono de los bosques y pastizales en la gestión de la tierra (PDF) . Informe técnico general OMC-GTR-95 . Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, Servicio Forestal. págs. 3–9.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  51. ^ Gerlach, TM (4 de junio de 1991). " CO actual
    2    emisiones de volcanes ". Eos, Transactions, American Geophysical Union . 72 (23): 249, 254–55. Código bibliográfico : 1991EOSTr..72..249 .. doi : 10.1029 / 90EO10192 .
  52. ^ Dlugokencky, E. (5 de febrero de 2016). "Datos de dióxido de carbono medio anual" . Laboratorio de Investigación del Sistema Terrestre . NOAA . Consultado el 12 de febrero de 2016 .
  53. ^ Cappelluti, G .; Bösch, H .; Monks, PS (2009). Uso de técnicas de teledetección para la detección y seguimiento de las emisiones de GEI del sector de uso del suelo escocés . Gobierno de Escocia. ISBN 978-0-7559-7738-3.
  54. ^ a b c Junling Huang; Michael B. McElroy (2012). "El presupuesto histórico y contemporáneo del CO2 atmosférico2" (PDF) . Revista Canadiense de Física . 90 (8): 707–16. Código Bibliográfico : 2012CaJPh..90..707H . Doi : 10.1139 / p2012-033 .
  55. ^ Canadell JG, Le Quéré C, Raupach MR, et al. (Noviembre de 2007). "Contribuciones a la aceleración del CO atmosférico2crecimiento a partir de la actividad económica, la intensidad del carbono y la eficiencia de los sumideros naturales " . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 (47): 18866–70. Bibcode : 2007PNAS..10418866C . doi : 10.1073 / pnas.0702737104 . PMC  2141868 . PMID  17962418 .
  56. ^ Post WM, King AW, Wullschleger SD, Hoffman FM (junio de 1997). "Variaciones históricas en el almacenamiento de carbono biosférico terrestre" . Resumen de la investigación del DOE . 34 (1): 99–109. Código bibliográfico : 1997GBioC..11 ... 99P . doi : 10.1029 / 96GB03942 .
  57. ^ "Informe del Grupo de Trabajo de Acidificación de los Océanos y Oxígeno, Taller de Observatorios Biológicos de SCOR" (PDF) . scor-int.org/ . Comité Científico de Investigaciones Oceánicas del Consejo Internacional de Ciencias (SCOR). 30 de septiembre de 2009.
  58. ^ Olson JM (mayo de 2006). "Fotosíntesis en la era Arcaica". Photosyn. Res . 88 (2): 109-17. doi : 10.1007 / s11120-006-9040-5 . PMID  16453059 . S2CID  20364747 .
  59. ^ Buick R (agosto de 2008). "¿Cuándo evolucionó la fotosíntesis oxigenada?" . Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci . 363 (1504): 2731–43. doi : 10.1098 / rstb.2008.0041 . PMC  2606769 . PMID  18468984 .
  60. ^ Lovelock, JE (1972). "Gaia vista a través de la atmósfera" . Ambiente atmosférico . 6 (8): 579–580. Código Bibliográfico : 1972AtmEn ... 6..579L . doi : 10.1016 / 0004-6981 (72) 90076-5 . Archivado desde el original el 3 de noviembre de 2011 . Consultado el 22 de marzo de 2014 .
  61. ^ Li, K.-F. (30 de mayo de 2009). "La presión atmosférica como regulador natural del clima para un planeta terrestre con biosfera" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 106 (24): 9576–9579. Código Bibliográfico : 2009PNAS..106.9576L . doi : 10.1073 / pnas.0809436106 . PMC  2701016 . PMID  19487662 . Consultado el 22 de marzo de 2014 .
  62. ^ Nealson KH, Conrad PG (diciembre de 1999). "Vida: pasado, presente y futuro" . Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci . 354 (1392): 1923–39. doi : 10.1098 / rstb.1999.0532 . PMC  1692713 . PMID  10670014 .
  63. ^ Whitmarsh J, Govindjee (1999). "El proceso fotosintético" . En Singhal GS; Renger G; Sopory SK; Irrgang KD; Govindjee (eds.). Conceptos de fotobiología: fotosíntesis y fotomorfogénesis . Boston: Editores académicos de Kluwer. págs. 11–51. ISBN 978-0-7923-5519-9. 100 x 10 15 gramos de carbono / año fijado por organismos fotosintéticos, lo que equivale a 4 x 10 18 kJ / año = 4 x 10 21 J / año de energía libre almacenada como carbono reducido; (4 x 10 18 kJ / año) / (31,556,900 seg / año) = 1,27 x 10 14 J / año; (1,27 x 10 14 J / año) / (10 12 J / seg / TW) = 127 TW.
  64. ^ Steger U, Achterberg W, Blok K, Bode H, Frenz W, Gather C, Hanekamp G, Imboden D, Jahnke M, Kost M, Kurz R, Nutzinger HG, Ziesemer T (2005). Desarrollo sostenible e innovación en el sector energético . Berlín: Springer. pag. 32. ISBN 978-3-540-23103-5. La tasa global promedio de fotosíntesis es de 130 TW (1 TW = 1 teravatio = 10 12 vatios).
  65. ^ "Consumo mundial de energía primaria por tipo de energía y grupos de países seleccionados, 1980-2004" . Administración de Información Energética. 31 de julio de 2006. Archivado desde el original (XLS) el 9 de noviembre de 2006 . Consultado el 20 de enero de 2007 .
  66. ^ Field CB, Behrenfeld MJ, Randerson JT, Falkowski P (julio de 1998). "Producción primaria de la biosfera: integración de componentes terrestres y oceánicos" . Ciencia . 281 (5374): 237–40. Código Bibliográfico : 1998Sci ... 281..237F . doi : 10.1126 / science.281.5374.237 . PMID  9657713 .
  67. ^ "Fotosíntesis". Enciclopedia McGraw-Hill de ciencia y tecnología . 13 . Nueva York: McGraw-Hill. 2007. ISBN 978-0-07-144143-8.
  68. ^ Bryant DA, Frigaard NU (noviembre de 2006). "Fotosíntesis procariota y fototrofia iluminada". Trends Microbiol . 14 (11): 488–96. doi : 10.1016 / j.tim.2006.09.001 . PMID  16997562 .
  69. ^ "Los científicos descubren un microbio único en el lago más grande de California" . Consultado el 20 de julio de 2009 .
  70. ^ Más pobre, Hendrik. "Variación interespecífica en la respuesta de crecimiento de las plantas a una concentración de CO2 ambiental elevada" (PDF) .
  71. ^ Wong, SC (diciembre de 1979). "Presión parcial elevada de CO2 y crecimiento vegetal". Oecologia . 44 (1): 68–74. Código Bibliográfico : 1979Oecol..44 ... 68W . doi : 10.1007 / BF00346400 . PMID  28310466 . S2CID  24541633 .
  72. ^ Ainsworth, Lisa (febrero de 2005). "¿Qué hemos aprendido de 15 años de enriquecimiento de CO2 al aire libre (FACE)? Una revisión metaanalítica de las respuestas de la fotosíntesis, las propiedades del dosel y la producción de plantas al aumento de CO2" . Nuevo Phytol . 165 (2): 351–71. doi : 10.1111 / j.1469-8137.2004.01224.x . PMID  15720649 .
  73. ^ Zhu, Zaichun; Piao, Shilong; Myneni, Ranga B .; Huang, Mengtian; Zeng, Zhenzhong; Canadell, Josep G .; Ciais, Philippe; Sitch, Stephen; Friedlingstein, Pierre (agosto de 2016). "Enverdecimiento de la Tierra y sus impulsores" . Naturaleza Cambio Climático . 6 (8): 791–95. Código bibliográfico : 2016NatCC ... 6..791Z . doi : 10.1038 / nclimate3004 . ISSN  1758-6798 . Mostramos un aumento persistente y generalizado del LAI (enverdecimiento) integrado en la temporada de crecimiento en más del 25% al ​​50% del área con vegetación global, mientras que menos del 4% del mundo muestra LAI (pardeamiento) decreciente. Las simulaciones factoriales con múltiples modelos de ecosistemas globales sugieren que los efectos de la fertilización con CO2 explican el 70% de la tendencia de ecologización observada.
  74. ^ Hille, Karl (25 de abril de 2016). "La fertilización con dióxido de carbono enverdeciendo la tierra, encuentra un estudio" . NASA . Consultado el 4 de febrero de 2018 .
  75. ^ Evich, Helena Bottemiller; Johnson, Geoff (13 de septiembre de 2017). "El gran colapso de los nutrientes. La atmósfera está literalmente cambiando la comida que comemos, para peor. Y casi nadie está prestando atención" . Politico - La agenda . Consultado el 22 de septiembre de 2017 .
  76. ^ Archer, D. (2005). "Destino del CO de combustibles fósiles2en tiempo geológico" . J. Geophys Res. . 110 . bibcode : 2005JGRC..11009S05A . doi : 10.1029 / 2004JC002625 .
  77. ^ a b Susan Solomon ; Gian-Kasper Plattner; Reto Knutti; Pierre Friedlingstein (febrero de 2009). "Cambio climático irreversible por emisiones de dióxido de carbono" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 106 (6): 1704–09. Código bibliográfico : 2009PNAS..106.1704S . doi : 10.1073 / pnas.0812721106 . PMC  2632717 . PMID  19179281 .
  78. ^ Archer, David; Eby, Michael; Brovkin, Victor; Ridgwell, Andy; Cao, Long; Mikolajewicz, Uwe; Caldeira, Ken; Matsumoto, Katsumi; Munhoven, Guy; Montenegro, Álvaro; Tokos, Kathy (2009). "Vida útil atmosférica del dióxido de carbono de combustibles fósiles" . Revista anual de ciencias terrestres y planetarias . 37 (1): 117–34. Código Bibliográfico : 2009AREPS..37..117A . doi : 10.1146 / annurev.earth.031208.100206 . hdl : 2268/12933 . ISSN  0084-6597 .
  79. ^ Fortunat Joos; et al. (Diciembre de 2001). "Retroalimentación del calentamiento global sobre la absorción de carbono terrestre en los escenarios de emisión del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC)" . Ciclos biogeoquímicos globales . 15 (4): 891–907. Código Bibliográfico : 2001GBioC..15..891J . doi : 10.1029 / 2000GB001375 .
  80. ^ Morgan Edwards y Jessika Trancik (25 de abril de 2014). "Información complementaria" (PDF) . Naturaleza Cambio Climático . doi : 10.1038 / nclimate2204 . hdl : 1721,1 / 96138 ., suplemento de Los impactos climáticos de las tecnologías energéticas dependen del momento de las emisiones
  81. ^ Buis, Alan; Ramsayer, Kate; Rasmussen, Carol (12 de noviembre de 2015). "Un planeta que respira, fuera de balance" . NASA . Consultado el 13 de noviembre de 2015 .
  82. ^ Staff (12 de noviembre de 2015). "Audio (66:01) - Conferencia de prensa de la NASA - Telecon de carbono y clima" . NASA . Consultado el 12 de noviembre de 2015 .
  83. ^ St. Fleur, Nicholas (10 de noviembre de 2015). "Los niveles de gases de efecto invernadero atmosférico alcanzan récord, dice el informe" . The New York Times . Consultado el 11 de noviembre de 2015 .
  84. ^ a b p. ej. Dios, Prosenjit; Marca, Willi A. (2003). "Espectrometría de masas de relación de isótopos estables en la investigación del cambio climático global" (PDF) . Revista Internacional de Espectrometría de Masas . 228 (1): 1–33. Código Bibliográfico : 2003IJMSp.228 .... 1G . CiteSeerX  10.1.1.173.2083 . doi : 10.1016 / S1387-3806 (03) 00289-6 . Los problemas de cambio global se han vuelto importantes debido al aumento sostenido de las concentraciones de gases traza atmosféricos ( CO
    2    , N
    2    O     , CH
    4    ) durante los últimos años, atribuible al aumento del consumo de energía per cápita de una población mundial en crecimiento.
  85. ^ Mohr, SH; Wang, J .; Ellem, G .; Ward, J .; Giurco, D. (1 de febrero de 2015). "Proyección de combustibles fósiles mundiales por países" . Combustible . 141 : 120-135. doi : 10.1016 / j.fuel.2014.10.030 . Consultado el 19 de noviembre de 2016 .
  86. ^ Keeling, Charles D .; Piper, Stephen C .; Whorf, Timothy P .; Keeling, Ralph F. (2011). "Evolución de los flujos naturales y antropogénicos de CO2 atmosférico de 1957 a 2003" . Tellus B . 63 (1): 1–22. Bibcode : 2011TellB..63 .... 1K . doi : 10.1111 / j.1600-0889.2010.00507.x . ISSN  0280-6509 .
  87. ^ Bender, Michael L .; Ho, David T .; Hendricks, Melissa B .; Mika, Robert; Battle, Mark O .; Tans, Pieter P .; Conway, Thomas J .; Sturtevant, Blake; Cassar, Nicolás (2005). "Cambios atmosféricos de O2 / N2, 1993-2002: implicaciones para la partición de la captura de CO2 de combustibles fósiles" . Ciclos biogeoquímicos globales . 19 (4): n / a. Código bibliográfico : 2005GBioC..19.4017B . doi : 10.1029 / 2004GB002410 . ISSN  0886-6236 .
  88. ^ a b "Presupuesto global de carbono 2010 (resumen)" . Centro Tyndall para la Investigación del Cambio Climático . Archivado desde el original el 23 de julio de 2012.
  89. ^ Page, S .; Siegert, F .; Rieley, J .; Boehm, H .; Jaya, A .; Limin, S. (2002). "La cantidad de carbono liberado por la turba y los incendios forestales en Indonesia durante 1997". Naturaleza . 420 (6911): 61–65. Código Bibliográfico : 2002Natur.420 ... 61P . doi : 10.1038 / nature01131 . PMID  12422213 . S2CID  4379529 .
  90. ^ Lazaroff, Cat (8 de noviembre de 2002). "Los incendios forestales de Indonesia aceleraron el calentamiento global" . Medio Ambiente Nuevo Servicio . Consultado el 7 de noviembre de 2011 .
  91. ^ Pearce, Fred (6 de noviembre de 2004). "La quema masiva de turba está acelerando el cambio climático" . Científico nuevo.
  92. ^ Calculado a partir del archivo global.1751_2013.csv en [1] Archivado el 22 de octubre de 2011 en Wayback Machine desde el Centro de análisis de información de dióxido de carbono .
  93. ^ "Presupuesto global de carbono 2019" . ICOS . Consultado el 26 de enero de 2020 .
  94. ^ Friedlingstein, Pierre; et al. (4 de diciembre de 2019). "Presupuesto global de carbono 2019" . Datos científicos del sistema terrestre . 11 (3): 1783–1838 (sección 3.4.1). Código bibliográfico : 2019ESSD ... 11.1783F . doi : 10.5194 / essd-11-1783-2019 .
  95. ^ Ballantyne, AP; Alden, CB; Miller, JB; Bronceados, PP; Blanco, JWC (2012). "Aumento de la absorción neta de dióxido de carbono observada por la tierra y los océanos durante los últimos 50 años". Naturaleza . 488 (7409): 70–72. Código Bibliográfico : 2012Natur.488 ... 70B . doi : 10.1038 / nature11299 . ISSN  0028-0836 . PMID  22859203 . S2CID  4335259 .
  96. ^ AP Ballantyne; CB Alden; JB Miller; PP Tans; JWC White (2012). "Aumento de la absorción neta de dióxido de carbono observada por la tierra y los océanos durante los últimos 50 años". Naturaleza . 488 (7409): 70–72. Código Bibliográfico : 2012Natur.488 ... 70B . doi : 10.1038 / nature11299 . PMID  22859203 . S2CID  4335259 .
  97. ^ La curva de Keeling temprana, SIO. http://scrippsco2.ucsd.edu/history_legacy/early_keeling_curve . Consultado el 4 de marzo de 2016.
  98. ^ Página del CCGG de la NOAA http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/index.html Consultado el 2 de marzo de 2016
  99. ^ Página web de WDCGG http://ds.data.jma.go.jp/gmd/wdcgg/ Consultado el 2 de marzo de 2016
  100. ^ Página web de RAMCES http://www.lsce.ispl.fr/ [ enlace muerto permanente ] Consultado el 2 de marzo de 2016
  101. ^ Página de CO2 de CDIAC http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/ Consultado el 9 de febrero de 2016
  102. ^ Página de información de GLOBALVIEW-CO2. http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/globalview/co2/co2_intro.html . Consultado el 9 de febrero de 2016
  103. ^ Página web de la política de uso de datos de TCCON https://tccon-wiki.caltech.edu/Network_Policy/Data_Use_Policy . Consultado el 9 de febrero de 2016

  • Mapa global actual de concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera
  • Circulación global de dióxido de carbono ( NASA ; 13 de diciembre de 2016)
  • Video (03:10) - Un año en la vida del CO2 de la Tierra ( NASA ; 17 de noviembre de 2014)