El 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 fuente principal de energía y compuestos de carbono. CO 2 absorbe y emite infrarrojosradiación en longitudes de onda de 4,26 μm (2347 cm - 1 ) ( modo de vibración de estiramiento asimétrico ) y 14,99 μm (667 cm- 1 ) (modo de vibración de flexión) y, en consecuencia, es un gas de efecto invernadero que juega un papel importante en la influencia de la temperatura de la superficie de la Tierra . a través del efecto invernadero . [1]
Las concentraciones de CO 2 en la atmósfera fueron tan altas como 4.000 partes por millón (ppm, en base molar ) durante el período Cámbrico hace unos 500 millones de años hasta 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 las concentraciones atmosféricas de CO 2 alcanzaron un máximo de ~2000 ppm durante el período Devónico (hace ~400 millones de años) y nuevamente en el período Triásico (hace 220–200 millones de años). La concentración media anual mundial de CO 2 ha aumentado un 50 % desde el comienzo delRevolución Industrial , de 280 ppm durante los 10.000 años hasta mediados del siglo XVIII [2] a 420 ppm a partir de abril de 2021. [3] La concentración actual es la más alta en 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 2 y otros gases de efecto invernadero de larga duración en la atmósfera terrestre ha producido el episodio actual de calentamiento global . Entre el 30% y el 40% del CO 2 liberado por los humanos a la atmósfera se disuelve en los océanos, [6] [7]donde forma ácido carbónico y efectúa cambios en el equilibrio del pH oceánico .
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 el Pleistoceno hasta 280 partes por millón durante los períodos interglaciares. Tras el inicio de la Revolución Industrial , la concentración de CO 2 atmosférico aumentó a más de 400 partes por millón y sigue aumentando, provocando el fenómeno del calentamiento global . [8] En abril de 2019 [actualizar], el nivel promedio mensual de CO 2 en la atmósfera de la Tierra superó las 413 partes por millón. [9] La concentración media diaria de CO 2 atmosférico enEl Observatorio de 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 en volumen de CO 2 en la atmósfera representa aproximadamente 2,13 gigatoneladas de carbono, o 7,82 gigatoneladas de CO 2 . [13] A partir de 2018, el CO 2 constituye aproximadamente el 0,041 % del volumen de la atmósfera (igual a 410 ppm) [14] [15] [16] [17] [18], lo que corresponde a aproximadamente 3210 gigatoneladas de CO 2 , que contiene aproximadamente 875 gigatoneladas de carbono. El CO medio global2 actualmente está aumentando a una tasa de aproximadamente 2 ppm/año y acelerándose. [14] [19] La tasa de crecimiento actual en Mauna Loa es de 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 unas 8 o 9 ppm. El hemisferio norte domina el ciclo anual de concentración de CO 2 porque tiene una superficie terrestre y una biomasa vegetal mucho mayores que el hemisferio sur.. Las concentraciones alcanzan su punto máximo en mayo, cuando comienza el reverdecimiento primaveral del hemisferio norte, y disminuyen a un mínimo en octubre, cerca del final de la temporada de crecimiento. [20] [21]