ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض

ثاني أكسيد الكربون /الأجزاء في طبقة التروبوسفير لعام 2011

يُعتبر ثاني أكسيد الكربون (وصيغته الجزيئية ) من أبرز الغازات المكونة للغلاف الجوي، وهوجزء لا يتجزأ من دورة الكربون-وهي دورة جيوكيميائية حيوية ينتقلُ فيها الكربون بين محيطات الأرض والتربة والصخور والغلاف الحيوي.

تقوم النباتات وغيرها من المغذيات الضوئية على إنتاج ثاني أكسيد الكربون عن طريق عملية البناء الضوئي (ويعهد كذلك بالتمثيل الضوئي) التي تستخدم فيها الطاقة الشمسية لإنتاج الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون، إذ تعتمد جميع الكائنات الحية الأخرى تقريبًا على الكربوهيدرات المشتقة من التمثيل الضوئي كمصدرها الأساسي للطاقة ولمركبات الكربون. يمتص ثاني أكسيد الكربون إشعاعات الأشعة تحت الحمراء ويبعثها عند أطوال موجية تتراوح من 4.26 ميكرومتر (الوضع الاهتزازي غير المتماثل) إلى 14.99 ميكرومتر (وضع الاهتزاز المنحني)، ولذا فهوغاز دفيء له تأثيرُ مهم على درجة حرارة سطح الأرض تؤديه ظاهرة الاحتباس الحراري. وصل هجريز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى 4000 جزء في المليون (جزء في المليون، على أساس مولي) خلال الفترة الكامبرية قبل حوالي 500 مليون سنة، ووصل إلى 180 جزء في المليون خلال التجلد الرباعي في المليونين الماضيين. تشير سجلات درجات الحرارة التاريخية المعاد بناؤها للـ420 مليون سنة الماضية إلى حتى هجريز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وصل ذروته مرتين بتاريخ الأرض، مرة في العصر الديفوني ومرة أخرى في العصر الترياسي. وارتفع متوسط هجريز ثاني أكسيد الكربون العالمي بأكثر من 45% منذ بداية الثورة الصناعية، إذ ازداد من 280 جزء في المليون خلال 10,000 عام حتى منتصف القرن الثامن عشر إلى 415 جزءًا في المليون اعتبارًا من مايو2019. وتشير الدراسات إلى حتى هجريز ثاني أكسيد الكربون الحالي هوالأعلى منذ 14 مليون سنة، وتعزى هذه الزيادة إلى النشاط البشري لا سيما إزالة الغابات وحرق الوقود الأحفوري، فحرَّرت هذه النشاطات كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون وغيره من الغازات الدفيئة التي تُسبّب الاحترار العالمي.

الهجريز الحالي لثاني أكسيد الكربون

نموذج لسلوك الكربون في الغلاف الجوي من 1 سبتمبر 2014 إلى 31 أغسطس 2015.- تم المبالغة في ازدياد الغلاف الجوي للأرض والتضاريس وتبدوأعلى بنحو40 مرة من المعتاد لإظهار تعقيد تدفق الغلاف الجوي.

أظهرت هجريزات ثاني أكسيد الكربون عدة دورات من التباين من حوالي 180 جزءًا في المليون خلال التجلد العميق للهولوسين والبليستوسين إلى 280 جزءًا في المليون خلال الفترات بين الجليدية. بعد بداية الثورة الصناعية، زاد هجريز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى أكثر من 400 جزء في المليون واستمر في الزيادة، مما تسبب في ظاهرة الاحترار العالمي (الإحتباس الحراري).تشير الدراسات إلى تجاوز متوسط الهجريز اليومي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في مرصد ماونا لوا 400 جزء في المليون فيعشرة مايو2013، وتجاوز متوسط المستوى الشهري لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض 413 جزءًا في المليون اعتبارًا من أبريل 2019.على الرغم من حتى هذا الهجريز قد تم الوصول إليه بالعمل في القطب الشمالي في يونيو2012.يمثل جميع جزء لكل مليون من حيث حجم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي حوالي 2.13 جيجا طن من الكربون، أو7.82 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون.اعتبارًا من عام 2018، يشكل ثاني أكسيد الكربون حوالي 0.041% من حيث حجم الغلاف الجوي (يساوي 410 جزء في المليون)وهوما يعادل حوالي 3210 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون، ويحتوي تقريبًا على 875 جيجا طن من كربون.

(رسم بياني 1.1) قياس منحنى كيلنج لهجريزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في مرصد ماونا لوا

يرتفع متوسط هجريز ثاني أكسيد الكربون العالمي حاليًا بمعدل 2 جزءًا في المليون تقريبًا في السنة ويتسارعكما هومشروح في الرسم البياني 1.1 المشروح يسارا، هناك تذبذب سنوي ينخفض المستوى بنحوستة أوسبعة جزء في المليون (حوالي 50 جيجا طن) من مايوإلى سبتمبر خلال موسم نمونصف الكرة الشمالي، ثم يرتفع بنحوثمانية أوتسعة جزء في المليون، يهيمن نصف الكرة الشمالي على الدورة السنوية لهجريز ثاني أكسيد الكربون لأنه يحتوي على مساحة أرض أكبر وكتلة حيوية نباتية أكبر من نصف الكرة الجنوبي. تصل الهجريزات إلى ذروتها في مايومع بدء خضرة الربيع في نصف الكرة الشمالي وتقل إلى الحد الأدنى في أكتوبر بالقرب من نهاية موسم النمو.

بما حتى الاحترار العالمي يُعزى إلى زيادة هجريزات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان، فإن الفهماء يراقبون عن كثب هجريزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتأثيرها على المحيط الحيوي الحالي. خطت ناشيونال جيوغرافيك حتى هجريز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مرتفع للغاية "لأول مرة منذ 55 عامًا من القياس - وربما أكثر من ثلاثة ملايين سنة من تاريخ الأرض" قد يحدث الهجريز الحالي هوالأعلى في آخر 20 مليون سنة.

شاهد أيضا: الإحتباس الحراري، التغير المناخي، تجاوز دورة الميثان ،العصر الهولوسيني، العصر الرباعي.

الهجريز السابق لثاني أكسيد الكربون

اختلفت هجريزات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير على مدار 4.54 مليار سنة من تاريخ الأرض،حيث يعتقد أنه كان موجودًا في الغلاف الجوي الأول للأرض، بعد فترة وجيزة من تكوين الأرض. تم إنتاج الغلاف الجوي الثاني، الذي يتكون إلى حد كبير من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون عن طريق إطلاق الغازات من البراكين، مدعومًا بالغازات الناتجة خلال القصف العنيف المتأخر للأرض بواسطة الكويكبات الضخمة.ثم سرعان ما ذاب جزء كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الماء وأدرج في رواسب الكربونات.

هجريزات ثاني أكسيد الكربون على مدى 400000 سنة الماضية

أدى إنتاج الأكسجين الحر عن طريق التمثيل الضوئي البكتيري في نهاية المطاف إلى كارثة الأكسجين التي أنهت الغلاف الجوي الثاني للأرض وجلبت الغلاف الجوي الثالث (الغلاف الجوي الحديث) قبل 2.4 مليار سنة إلى الوقت الحاضر. تقلصت هجريزات ثاني أكسيد الكربون من 4000 جزء في المليون خلال الفترة الكمبريّة قبل حوالي 500 مليون سنة إلى ما يصل إلى 180 جزءًا في المليون خلال التجلد الرباعي خلال المليونين الماضيين.

محركات هجريز ثاني أكسيد الكربون في الأرض القديمة

في المقاييس الزمنية الطويلة، يتم تحديد هجريز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من خلال التوازن بين العمليات الجيوكيميائية بما في ذلك دفن الكربون العضوي في الرواسب، وعوامل صخور السيليكات والبراكين. كان التأثير الصافي للاختلالات الطفيفة في دورة الكربون على مدى عشرات إلى مئات الملايين من السنين هوتقليل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يظهر حتى هذا الاتجاه النزولي لا بد حتى يستمر إلى ما لا نهاية حيث ستصبح الإصدارات التاريخية الضخمة من الكربون المدفون بسبب البراكين أقل تواتراً (مع استمرار التبريد في عباءة الأرض والاستنفاد التدريجي للحرارة المشعة الداخلية). حيث حتى معدلات هذه العمليات بطيئة للغاية وبالتالي فهي ليست ذات صلة بهجريز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على مدى مئات أوآلاف السنين القادمة.

في المقاييس الزمنية لمليار سنة، من المتسقط حتى يموت النبات والحيوان على الأرض تمامًا، حيث أنه بحلول ذلك الوقت سيتم عزل معظم الكربون المتبقي في الغلاف الجوي تحت الأرض والإطلاقات الطبيعية من ثاني أكسيد الكربون عن طريق النشاط الإشعاعي.سيؤدي فقدان الحياة النباتية أيضًا إلى فقدان الأكسجين في نهاية المطاف. بعض الميكروبات قادرة على التمثيل الضوئي بهجريزات ثاني أكسيد الكربون من بضعة أجزاء لكل مليون، وبالتالي من المحتمل حتى تختفي أشكال الحياة الأخيرة في النهاية بسبب ازدياد درجات الحرارة وفقدان الغلاف الجوي عندما تصبح الشمس عملاقًا أحمر بعد حوالي أربعة مليارات سنة من الآن.

قياس هجريز ثاني أكسيد الكربون في الأرض القديمة

إن الطريقة الأكثر مباشرة لقياس هجريزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لفترات قبل أخذ العينات مفيدة هي قياس فقاعات الهواء (السوائل أوالغازات) المحاصرة في صفائح الجليد في القطب الجنوبي أوجرينلاند. تأتي أكثر هذه الدراسات قبولًا على نطاق واسع من مجموعة متنوعة من النوى القطبية الجنوبية وتشير إلى حتى هجريزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي كانت حوالي 260-280 جزء في المليون قبل بدء الانبعاثات الصناعية مباشرة ولم تختلف كثيرًا عن هذا المستوى خلال 10000 عام السابقة. يأتي أطول سجل لب الجليدية من شرق القارة القطبية الجنوبية، حيث تم أخذ عينات من الجليد إلى عمر 800000 عامخلال هذا الوقت تراوح هجريز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بين 180-210 جزء في المليون خلال العصور الجليدية، وزاد إلى 280-300 جزء في المليون أثناء الجليديات الأكثر دفئًا.ربما ارتبطت بداية الزراعة البشرية خلال عصر الهولوسين الحالي ارتباطًا وثيقًا بزيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بعد انتهاء العصر الجليدي الأخير، مما أدى إلى زيادة تأثير نموالكتلة الحيوية للنبات وتقليل متطلبات التوصيل الفموي لاستهلاك ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي تقليل فقد المياه الناتج عن النتح وزيادة كفاءة استخدام المياه.

تم استخدام قياسات بروكسي مختلفة لمحاولة تحديد هجريزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ملايين السنين في الماضي. وتضم هذه النسب البورون ونسب نظائر الكربون في أنواع معينة من الرواسب البحرية، وعدد الثغور التي لوحظت في أوراق النبات الأحفوري.حيث هناك الكثير من الأدلة على هجريزات عالية من ثاني أكسيد الكربون بين 200 و150 مليون سنة قبل أكثر من 3000 جزء في المليون، وما بين 600 و400 مليون سنة قبل أكثر من 6000 جزء في المليون.في الآونة الأخيرة، استمر هجريز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الانخفاض بعد حوالي 60 مليون سنة.منذ حوالي 34 مليون سنة، وقت وقع انقراض الإيوسين - أوليغوسين وعندما بدأ الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي يأخذ شكله الحالي، كان ثااني أكسيد الكربون حوالي 760 جزء في المليون وهناك أدلة جيوكيميائية على حتى الهجريزات كانت أقل من 300 جزء في المليون منذ حوالي 20 مليون سنة. كان انخفاض هجريز ثاني أكسيد الكربون، مع نقطة تحول تبلغ 600 جزء في المليون، هوالعامل الأساسي الذي أجبر التجلد في القطب الجنوبي.

ربما كانت الهجريزات المنخفضة لثاني أكسيد الكربون هي الحافز الذي فضل تطور نباتات C4، والتي زادت بشكل كبير في الوفرة بينسبعة وخمسة ملايين سنة مضتاستنادًا إلى تحليل الأوراق الأحفورية لمجموعة من الباحثين، جادل واجنر بأن هجريزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي خلال فترة 7000-10000 سنة الماضية كانت أعلى بكثير من 300 جزء في المليون واحتوت على اختلافات كبيرة قد تكون مرتبطة بالتغيرات المناخية.اعترض آخرون على مثل هذه الانادىءات، مما يشير إلى أنها من المرجح حتى تعكس مشاكل المعايرة أكثر من التغييرات العملية في ثاني أكسيد الكربون، يرتبط هذا النزاع بالملاحظة التي تفيد بأن عينات الجليد في غرينلاند غالبًا ما تُبلغ عن قيم ثاني أكسيد الكربون أعلى ومتغيرة أكثر من القياسات المماثلة في أنتاركتيكا. ومع ذلك، تعتقد المجموعات المسؤولة عن مثل هذه القياسات حتى الاختلافات في نوى غرينلاند ناتجة عن التحلل الموضعي لغبار كربونات الكالسيوم الموجود في الجليد. عندما تكون هجريزات الغبار في قلوب غرينلاند منخفضة، كما هي دائمًا تقريبًا في قلوب القارة القطبية الجنوبية، أبلغ الباحثون عن اتفاق جيد بين قياسات هجريبة القطب الجنوبي وهجريزات ثاني أكسيد الكربون في غرينلاند.

شاهد أيضا: فهم المناخ القديم، وقع الأكسدة الكبير

ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتأثير البيت الزجاجي (الإحتباس الحراري)

صورة توضع تأثير الإنجباس الحراري

يجعل تأثير الاحتباس الحراري الطبيعي للأرض الحياة كما نعهدها ممكنة، ويلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا مهمًا في توفير درجة الحرارة المرتفعة نسبيًا التي يتمتع بها الكوكب. حيث يعتبر تأثير الإحتباس الحراري تعبير عن عملية يتم من خلالها تسخين سطح الكوكب بما يتجاوز درجة الحرارة التي قد تكون لها في غياب الغلاف الجوي من خلال إشعاع حراري من جوكوكبي.، أشارات الدراسات بأن بدون تأثير البيت الزجاجي ستكون درجة حرارة الأرض حوالي -18 درجة مئوية (-0.4 درجة فهرنهايت) مقارنة بدرجة حرارة سطح الأرض العملية التي تبلغ 14 درجة مئوية تقريبًا (57.2 درجة فهرنهايت).

يعتقد حتى ثاني أكسيد الكربون لعب تأثيرًا مهمًا في تنظيم درجة حرارة الأرض طوال تاريخه البالغ 4.7 مليار عام. في وقت مبكر من حياة الأرض، عثر الفهماء دليلاً على حتى الماء السائل يشير إلى عالم دافئ على الرغم من أنه يعتقد حتى ناتج الشمس كان 70% فقط مما هوعليه اليوم. وقد اقترح الفهماء حتى هجريزات ثاني أكسيد الكربون الأعلى في الغلاف الجوي المبكر للأرض قد تساعد في تفسير مفارقة الشمس الضعيفة هذه. عندما تكونت الأرض لأول مرة، من الممكن احتوى الغلاف الجوي للأرض على المزيد من غازات الدفيئة وقد تكون هجريزات ثاني أكسيد الكربون أعلى، مع ضغط جزئي يقدر بـ 1000 كيلوباسكال (10 بار)، لأنه لم يكن هناك هجريب ضوئي بكتيري لتقليل الغاز إلى مركبات الكربون والأكسجين. قد يحدث الميثان، وهوأحد الغازات الدفيئة النشيطة جدًا يتفاعل مع الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

على الرغم من حتى الماء مسؤول عن معظم (حوالي 36-70٪) إجمالي تأثير الاحتباس الحراري، فإن دور بخار الماء كغاز دفيئة يعتمد على درجة الحرارة. على الأرض، يعد ثاني أكسيد الكربون هوغاز الدفيئة الأكثر صلة وتأثيرًا مباشرًا على الإنسان. غالبًا ما يتم ذكر ثاني أكسيد الكربون في سياق تأثيره المتزايد كغاز دفيئة منذ عصر ما قبل الصناعة (1750).

تم نشر مفهوم زيادة درجة حرارة الأرض في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لأول مرة بواسطة سفانتي في عام 1896. يعتمد التأثير الإشعاعي المتزايد بسبب زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض على الخصائص الفيزيائية لثاني أكسيد الكربون ونوافذ الامتصاص غير المشبعة حيث يمتص ثاني أكسيد الكربون طاقة الموجة الطويلة الصادرة.

ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ودورة الكربون

يلعب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي دورًا أساسيًا في دورة الكربون في الأرض حيث تتم إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي عن طريق بعض العمليات الطبيعية مثل التمثيل الضوئي وترسب الكربونات، لتشكيل الحجر الجيري على سبيل المثال، وإضافته إلى الغلاف الجوي عن طريق العمليات الطبيعية الأخرى مثل تنفس وحل حمض رواسب الكربونات. هناك دورتان كربونيتان عريضتان على الأرض: دورة الكربون السريعة ودورة الكربون البطيئة. تشير دورة الكربون السريعة إلى تحركات الكربون بين البيئة والكائنات الحية في المحيط الحيوي، بينما تتضمن دورة الكربون البطيئة حركة الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات والتربة والصخور والبراكين. كلتا دورات الكربون مترابطة بشكل جوهري ويسهل ثاني أكسيد الكربون الغازي في الغلاف الجوي دورة الكربون.

ضم المصادر الطبيعية لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إطلاق الغازات البركانية واحتراق المواد العضوية وحرائق الغابات وعمليات التنفس للكائنات الهوائية الحية. تضم مصادر ثاني أكسيد الكربون من خلق الإنسان حرق الوقود الأحفوري للتدفئة وتوليد الطاقة والنقل، وكذلك بعض العمليات الصناعية مثل صناعة الأسمنت. كما يتم إنتاجه بواسطة الكثير من الكائنات الحية الدقيقة المتنوعة من التخمير والتنفس الخلوي. تقوم النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات عن طريق عملية تسمى التمثيل الضوئي. يكتسبون الطاقة اللازمة لهذا التفاعل من امتصاص ضوء الشمس بواسطة الكلوروفيل والأصباغ الأخرى. يتم إطلاق الأكسجين، الذي يتم إنتاجه كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي، في الغلاف الجوي ويستخدم فيما بعد للتنفس بواسطة الكائنات غيرية التغذية والنباتات الأخرى، مما يشكل دورة مع الكربون.

معظم مصادر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون طبيعية، ويتم موازنتها بدرجات مختلفة بواسطة المصارف الطبيعية لثاني أكسيد الكربون. على سبيل المثال، يؤدي الانحلال الطبيعي للمواد العضوية في الغابات والأراضي العشبية وعمل حرائق الغابات إلى إطلاق حوالي 439 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون جميع عام، في حين حتى النموالجديد يقاوم هذا التأثير تمامًا، حيث يمتص 450 جيجا طن سنويًا.على الرغم من حتى ثاني أكسيد الكربون الأولي في الغلاف الجوي للأرض الصغيرة تم إنتاجه من خلال النشاط البركاني، فإن النشاط البركاني الحديث لا يطلق سوى 130 إلى 230 ميجا طن من ثاني أكسيد الكربون جميع عام. هذه المصادر الطبيعية متوازنة تقريبًا بالمصارف الطبيعية والعمليات الفيزيائية والبيولوجية التي تزيل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. على سبيل المثال، يتم إزالة بعضها مباشرة من الغلاف الجوي عن طريق النباتات البرية لعملية التمثيل الضوئي وهي قابلة للذوبان في الماء الذي يشكل حمض الكربونيك. حث حتى هناك تدفق طبيعي كبير لثاني أكسيد الكربون داخل وخارج المحيط الحيوي والمحيطات.

في عصر ما قبل الصناعة، كانت هذه التدفقات متوازنة إلى حد كبير. في الوقت الحالي، يزيل المحيط الحيوي والمحيطات حوالي 57% من ثاني أكسيد الكربون المنبعث من الإنسان. منذ حقبة ما قبل الصناعة حتى عام 2010، كان المحيط الحيوي الأرضي يمثل مصدرًا صافيًا لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قبل عام 1940، ويتحول بعد ذلك إلى بالوعة صافية.

تُعهد نسبة الزيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى ثاني أكسيد الكربون المنبعث باسم الجزء المحمول جواً (كيلنج وآخرون، 1995) وهذا يختلف في المتوسطات قصيرة المدى وعادة ماقد يكون حوالي 45% على مدى فترات أطول (5 سنوات) زاد الكربون المقدر في النباتات الأرضية العالمية من حوالي 740 مليار طن في عام 1910 إلى 780 مليار طن في عام 1990.

ثاني أكسيد الكربون الجوي والتمثيل الضوئي

صورة توضح عملية البناء الضوئي

يعد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض ضروري للحياة ومعظم الغلاف الجوي الكوكبي. على مدار التاريخ الجيولوجي للأرض، لعبت هجريزات ثاني أكسيد الكربون دورًا في التطور البيولوجي. من الممكن تطورت الكائنات الحية الأولى من التمثيل الضوئي في وقت مبكر من التاريخ التطوري للحياة واستخدمت على الأرجح عوامل الاختزال مثل الهيدروجين أوكبريتيد الهيدروجين كمصادر للإلكترونات بدلاً من الماء. ظهرت البكتيريا الزرقاء لاحقًا، وساهم الأكسجين الزائد الذي أنتجته في كارثة الأكسجين مما جعل تطور الحياة المعقدة ممكنًا.

في العصور الجيولوجية الأخيرة، من الممكن كانت الهجريزات المنخفضة من ثاني أكسيد الكربون أقل من 600 جزء في المليون هي الحافز الذي فضل تطور نباتات C4 التي زادت بشكل كبير في الوفرة بينسبعة وخمسة ملايين سنة مضت على النباتات التي تستخدم مسار التمثيل الغذائي C3 الأقل كفاءة. عند الضغوط الجوية الحالية، يتوقف التمثيل الضوئي عندما تنخفض هجريزات ثاني أكسيد الكربون في الجوإلى أقل من 150 جزء في المليون و200 جزء في المليون على الرغم من حتى بعض الميكروبات يمكنها استخراج الكربون من الهواء بهجريزات أقل بكثير واليوم يبلغ متوسط معدل التقاط الطاقة عن طريق التمثيل الضوئي عالميًا حوالي 130 تيراواط وهوأكبر بحوالي ست مرات من استهلاك الطاقة الحالي للحضارة البشرية وتحول الكائنات الحية الضوئي أيضًا حوالي 100-115 ألف مليون طن متري من الكربون إلى الكتلة الحيوية سنويًا.

الكائنات الحية الضوئية تعبير عن مغذيات ضوئية، مما يعني أنها قادرة على توليف الطعام مباشرة من ثاني أكسيد الكربون والماء باستخدام الطاقة من الضوء. ومع ذلك، لا تقوم جميع الكائنات الحية التي تستخدم الضوء كمصدر للطاقة بعملية التمثيل الضوئي لأن المغايرات الضوئية تستخدم المركبات العضوية، بدلاً من ثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون. في النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء، يطلق التمثيل الضوئي الأكسجين وهذا ما يسمى الهجريب الضوئي الأكسجيني. على الرغم من وجود بعض الاختلافات بين التمثيل الضوئي الأكسجيني في النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء، فإن العملية الكلية متشابهة تمامًا في هذه الكائنات. ومع ذلك هناك بعض أنواع البكتيريا التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي غير المؤكسجة والتي تستهلك ثاني أكسيد الكربون ولكنها لا تطلق الأكسجين.

يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى سكريات في عملية تسمى تثبيت الكربون. تثبيت الكربون هوتفاعل اختزال ماص للحرارة، لذلك يحتاج التمثيل الضوئي إلى تزويد جميع من مصدر الطاقة لدفع هذه العملية والإلكترونات اللازمة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات. إذا إضافة الإلكترونات هي رد عمل اختزال. بشكل عام وفعال، يعد التمثيل الضوئي عكس التنفس الخلوي، حيث يتأكسد الجلوكوز والمركبات الأخرى لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء، وإطلاق طاقة كيميائية طاردة للحرارة لدفع عملية التمثيل الغذائي للكائن الحي. ومع ذلك تتم العمليتان من خلال سلسلة مختلفة من التفاعلات الكيميائية وفي حجرات خلوية مختلفة.

تأثيرزيادة ثاني أكسيد الكربون على النباتات والمحاصيل

وجد استعراض عام 1993 لدراسات الاحتباس الحراري الفهمية حتى مضاعفة هجريز ثاني أكسيد الكربون من شأنه حتى يحفز نمو156 نوعًا نباتيًا مختلفًا بمتوسط 37 ٪. تفاوتت الاستجابة بشكل كبير حسب الأنواع، حيث أظهر البعض مكاسب أكبر بكثير وأظهر البعض خسارة. على سبيل المثال، وجدت دراسة أجريت عام 1979 في الاحتباس الحراري أنه مع مضاعفة هجريز ثاني أكسيد الكربون، تضاعف الوزن الجاف لمصانع القطن التي تبلغ من العمر 40 يومًا، ولكن الوزن الجاف لمصانع الذرة التي تبلغ من العمر 30 يومًا زاد بنسبة 20% فقط.

بالإضافة إلى دراسات الاحتباس الحراري، تحاول القياسات الميدانية والأقمار الصناعية فهم تأثير زيادة ثاني أكسيد الكربون في البيئات الأكثر طبيعية في تجارب تخصيب ثاني أكسيد الكربون في الهواء الطلق (FACE) تغرس النباتات في بتر أرضية ويرتفع هجريز ثاني أكسيد الكربون في الهواء المحيط بشكل مصطنع. تستخدم هذه التجارب بشكل عام مستويات أقل من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بدراسات الاحتباس الحراري. وتظهر مكاسب أقل في النمومن دراسات الاحتباس الحراري، حيث تعتمد المكاسب بشكل كبير على الأنواع قيد الدراسة، حيث أظهر استعراض عام 2005 لـ 12 تجربة عند 475-600 جزء في المليون متوسط مكسب 17% في غلة المحاصيل، حيث أظهرت البقوليات عادةً استجابة أكبر من الأنواع الأخرى ونباتات C4 تظهر بشكل عام أقل. ذكرت المراجعة أيضًا حتى التجارب لها قيودها الخاصة الشركة المدروسة، كان هناك مستويان أقل وأجريت معظم التجارب في المناطق المعتدلة. وجدت قياسات الأقمار الصناعية زيادة في مؤشر مساحة الورقة لـ 25% إلى 50% من مساحة الأرض النباتية على مدار الـ 35 عامًا الماضية (أي تخضير الكوكب)، مما يوفر دليلاً على تأثير التسميد الإيجابي لثاني أكسيد الكربون.

تشير منطقة بوليتيكولعام 2017 إلى حتى زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون قد يحدث لها تأثير سلبي على الجودة الغذائية لمحاصيل أغذية بشرية مختلفة، عن طريق زيادة مستويات الكربوهيدرات، مثل الجلوكوز، مع تقليل مستويات العناصر الغذائية المهمة مثل البروتين والحديد والزنك. تضم المحاصيل التي تعاني من نقص في البروتين الأرز والقمح والشعير والبطاطس.

ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ودورة الكربون المحيطية

التبادل الجوي - البحري لثاني أكسيد الكربون

تحتوي محيطات الأرض على كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في شكل أيونات البيكربونات والكربونات - أكثر بكثير من الكمية الموجودة في الغلاف الجوي. يتم إنتاج البيكربونات في التفاعلات بين الصخور والماء وثاني أكسيد الكربون. أحد الأمثلة على ذلك هوانحلال كربونات الكالسيوم:

${\displaystyle {\ce {CaCO3+CO2+H2O=Ca2+ + 2HCO3$

تميل ردود العمل هذه إلى منع التغيرات في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. نظرًا لأن الجانب الأيمن من التفاعل ينتج مركبًا حمضيًا، فإن إضافة ثاني أكسيد الكربون على الجانب الأيسر يقلل من الرقم الهيدروجيني لمياه البحر، وهي عملية يطلق عليها تحمض المحيطات (يصبح الرقم الهيدروجيني للمحيط أكثر حمضية على الرغم من حتى قيمة الرقم الهيدروجيني تظل في النطاق القلوي). التفاعلات بين ثاني أكسيد الكربون والصخور غير الكربونية تضيف أيضًا بيكربونات إلى البحار. يمكن حتى يخضع هذا لاحقًا لعكس التفاعل أعلاه لتكوين صخور كربونات، مما يطلق نصف الكربونات في ثاني أكسيد الكربون. على مدى مئات الملايين من السنين، ابتكر هذا كميات هائلة من صخور الكربونات.

في نهاية المطاف، يفترض أن يذوب معظم ثاني أكسيد الكربون المنبعث من الأنشطة البشرية في المحيطومع ذلك، فإن المعدل الذي سيتناوله المحيط في المستقبل أقل تأكيدًا حتى إذا تم الوصول إلى التوازن بما في ذلك إذابة معادن الكربونات، فإن زيادة هجريز البيكربونات وهجريز أيون الكربونات المنخفض أوغير المتغير سيؤدي إلى هجريز أعلى من حمض الكربونيك غير المؤين وثاني أكسيد الكربون المذاب هذا، إلى جانب درجات الحرارة المرتفعة سيعني هجريز توازن أعلى لثاني أكسيد الكربون في الهواء.

انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشرية المنشأ

انبعاثات الكربون الأحفوري العالمية 1800-2014

في حين حتى امتصاص وإطلاق ثاني أكسيد الكربون يحدث دائمًا نتيجة للعمليات الطبيعية، فمن المعروف حتى الارتفاع الأخير في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يرجع بشكل أساسي إلى النشاط البشريومن المعروف حتى النشاط البشري وخاصة حرق الوقود الأحفوري تسبب في الزيادة السريعة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على مدى القرون القليلة الماضية، هناك أربع طرق:

إحصاءات وطنية مختلفة تمثل استهلاك الوقود الأحفوري، مقترنة بفهم كمية ثاني أكسيد الكربون التي يتم إنتاجها لكل وحدة من الوقود الأحفوري (مثل لتر البنزين).
من خلال فحص نسبة نظائر الكربون المتنوعة في الغلاف الجوي يؤدي حرق الوقود الأحفوري المدفون منذ فترة طويلة إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون المحتوي على الكربون بنسب نظيرية مختلفة عن تلك الموجودة في النباتات الحية، مما يتيح التمييز بين المساهمات الطبيعية والتي يتسبب فيها الإنسان في هجريز ثاني أكسيد الكربون.
ارتفاع هجريزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، حيث يعيش معظم سكان العالم (وتنبعث منه الانبعاثات)، مقارنة بالنصف الجنوبي من الكرة الأرضية وقد زاد هذا الاختلاف مع زيادة الانبعاثات البشرية المنشأ.
تنخفض مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض حيث تتفاعل مع الكربون في الوقود الأحفوري لتكوين ثاني أكسيد الكربون.

إن حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي هوالسبب الرئيسي لزيادة ثاني أكسيد الكربون من خلق الإنسان ؛ إزالة الغابات هي السبب الرئيسي الثاني. في عام 2010، تم إطلاق 9.14 جيجا طن من الكربون أي ما يعادل 33.5 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون أوحوالي 4.3 جزء في المليون في الغلاف الجوي للأرض من الوقود الأحفوري وإنتاج الأسمنت في جميع أنحاء العالم، مقارنة بـ 6.15 جيجا طن من الكربون في عام 1990.

بالإضافة إلى ذلك، ساهم تغير استخدام الأراضي بنسبة 0.87 جيغا طن عام 2010، لقاء 1.45 جيغا طن عام 1990 أما في عام 1997 قدرت حرائق الجفت الإندونيسية التي من خلق الإنسان بأنها أطلقت ما بين 13% و40% من متوسط انبعاثات الكربون العالمية السنوية الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري.

المراجع

^ Pincus, Robert (2004). "A First Course on Atmospheric Radiation". Eos, Transactions American Geophysical Union (باللغة الإنجليزية). 85 (36): 341. doi:10.1029/2004EO360007. ISSN 0096-3941. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
↑ . Cambridge: Cambridge University Press. 2012. ISBN . OCLC 819572508. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
↑ Conway,, T.; Tans,, P. (2009-07). "Atmospheric Carbon Dioxide Mixing Ratios from the NOAA CMDL Carbon Cycle Cooperative Global Air Sampling Network". Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) Datasets. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020. اطلع عليه بتاريخ 21 أبريل 2020. CS1 maint: extra punctuation (link)
^ Brigham, W. (1995-07-01). "Supri heavy oil research program. Annual report, February 8, 1994--February 7, 1995". مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Zhang, Yi Ge; Pagani, Mark; Liu, Zhonghui; Bohaty, Steven M.; DeConto, Robert (2013-10-28). "A 40-million-year history of atmospheric CO 2". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 371 (2001): 20130096. doi:10.1098/rsta.2013.0096. ISSN 1364-503X. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Etheridge, D. M.; Steele, L. P.; Langenfelds, R. L.; Francey, R. J.; Barnola, J.-M.; Morgan, V. I. (1996). "Natural and anthropogenic changes in atmospheric CO2 over the last 1000 years from air in Antarctic ice and firn". Journal of Geophysical Research: Atmospheres (باللغة الإنجليزية). 101 (D2): 4115–4128. doi:10.1029/95JD03410. ISSN 2156-2202. مؤرشف من الأصل في 19 نوفمبر 2019.
^ . Cambridge: Cambridge University Press. صفحات 953–1028. ISBN . مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Moore, H.J. (1982). "A geologic evaluation of proposed lava diversion barriers for the NOAA Mauna Loa Observatory, Mauna Loa Volcano, Hawaii". Open-File Report. doi:10.3133/ofr82314. ISSN 2331-1258. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ "Motson, John Walker, (bornعشرة July 1945), BBC TV Sports Commentator, 1971–May 2018". Who's Who. Oxford University Press. 2007-12-01. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ "Earth's CO2 Home Page". CO2.Earth (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 15 أبريل 2020. اطلع عليه بتاريخ 21 أبريل 2020.
^ Draganov, D.; Heller, K.; Ghose, R. (2012-11). "Monitoring CO2 storage using ghost reflections retrieved from seismic interferometry". International Journal of Greenhouse Gas Control. 11: S35–S46. doi:10.1016/j.ijggc.2012.07.026. ISSN 1750-5836. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ "Glossary: Carbon dioxide and climate". 1990-08-01. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Walter. . Cambridge: Cambridge University Press. صفحات 118–133. ISBN . مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Armitage, Hanae (2015-08-14). Milestone ages' may trigger new perspectives on life". Science. doi:10.1126/science.aad1625. ISSN 0036-8075. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Wang, Jih-Wang A.; Sardeshmukh, Prashant D.; Compo, Gilbert P.; Whitaker, Jeffrey S.; Slivinski, Laura C.; McColl, Chesley M.; Pegion, Philip J. (2019-04). "Sensitivities of the NCEP Global Forecast System". Monthly Weather Review. 147 (4): 1237–1256. doi:10.1175/mwr-d-18-0239.1. ISSN 0027-0644. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Page, Jason S. (2013-06-04). "Boildown Study on Supernatant Liquid Retrieved from AW-106 in December 2012". مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
↑ Khalil,, M.A.K.; Rasmussen,, R.A. (2000). "Atmospheric Methyl Chloride". Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) Datasets. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020. اطلع عليه بتاريخ 21 أبريل 2020. CS1 maint: extra punctuation (link)
^ Lamb,, H.H. (1985-09). "Volcanic Loading: The Dust Veil Index". Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) Datasets. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020. اطلع عليه بتاريخ 21 أبريل 2020. CS1 maint: extra punctuation (link)
^ "Foster, Robert, (born 12 May 1943), Commissioner, Gambling Commission, 2013–15 (Commissioner, National Lottery Commission, 2005–13)". Who's Who. Oxford University Press. 2007-12-01. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ IPCC: Climate Change 2001: The Scientific Basis
^ Zahnle, K.; Schaefer, L.; Fegley, B. (2010). "Earth's Earliest Atmospheres". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 2 (10): a004895. doi:10.1101/cshperspect.a004895. PMC 2944365. PMID 20573713.
^ . New York: Times Books. 2003, ©2002. ISBN . OCLC 50322946. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Caldeira, Ken; Kasting, James F. (December 1992). "The life span of the biosphere revisited". Nature. 360 (6406): 721–23. Bibcode:1992Natur.360..721C. doi:10.1038/360721a0. PMID 11536510.
^ Etheridge,, D.M.; Steele,, L.P.; Langenfelds,, R.L.; Francey,, R.J.; Barnola,, J.-M.; Morgan,, V.I. (1998-06). "Historical CO2 Records from the Law Dome DE08, DE08-2, and DSS Ice Cores". Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) Datasets. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020. اطلع عليه بتاريخ 21 أبريل 2020. CS1 maint: extra punctuation (link)
^ Fujii, Yoshiyuki (2006-04). "A new 3000 m deep ice core drilled at Dome Fuji, Antarctica". PAGES news. 14 (1): 28–29. doi:10.22498/pages.14.1.28. ISSN 1563-0803. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Hileman B. (November 2005). "Ice Core Record Extended: Analyses of trapped air show current CO 2 at highest level in 650,000 years". Chemical & Engineering News. 83 (48): 7. doi:10.1021/cen-v083n048.p007. ISSN 0009-2347
^ . Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. 2014-06-27. صفحات 251–271. ISBN . مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Richerson, Peter J.; Boyd, Robert; Bettinger, Robert L. (2001-07). "Was Agriculture Impossible during the Pleistocene but Mandatory during the Holocene? A Climate Change Hypothesis". American Antiquity (باللغة الإنجليزية). 66 (3): 387–411. doi:10.2307/2694241. ISSN 0002-7316. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Cottingham, Katie (2009-04-03). "A common aquarium fish helps unlock the secrets of melanoma". Journal of Proteome Research. 8 (4): 1619–1619. doi:10.1021/pr900088j. ISSN 1535-3893. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Pagani, Mark; Huber, Matthew; Liu, Zhonghui; Bohaty, Steven M.; Henderiks, Jorijntje; Sijp, Willem; Krishnan, Srinath; Deconto, Robert M. (2 December 2011). "Drop in carbon dioxide levels led to polar ice sheet, study finds". Science. 334 (6060): 1261–4. Bibcode:2011Sci...334.1261P. doi:10.1126/science.1203909. PMID 22144622. Retrieved 14 May 2013.
^ Osborne, C.P.; Beerling, D.J. (2006). "Nature's green revolution: the remarkable evolutionary rise of C₄ plants". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 361 (1465): 173–94. doi:10.1098/rstb.2005.1737. PMC 1626541. PMID 16553316.
^ Wagner, Friederike; Bent Aaby; Henk Visscher (2002). "Rapid atmospheric O 2 changes associated with the 8,200-years-B.P. cooling event". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99 (19): 12011–14. Bibcode:2002PNAS...9912011W. doi:10.1073/pnas.182420699. PMC 129389. PMID 12202744.
^ Indermühle, A. (1999-12-03). "Early Holocene Atmospheric CO2 Concentrations". Science. 286 (5446): 1815a–1815. doi:10.1126/science.286.5446.1815a. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ Smith, H. J.; Wahlen, M.; Mastroianni, D.; Taylor, K. C. (1997-01-01). "The CO 2 concentration of air trapped in GISP2 ice from the Last Glacial Maximum-Holocene transition". Geophysical Research Letters (باللغة الإنجليزية). 24 (1): 1–4. doi:10.1029/96GL03700. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
^ "Annex II Glossary". Intergovernmental Panel on Climate Change. Retrieved 15 October 2010.
^ A concise description of the greenhouse effect is given in the Intergovernmental Panel on Climate Change Fourth Assessment Report, "What is the Greenhouse Effect?" FAQ 1.3 – AR4 WGI Chapter 1: Historical Overview of Climate Change Science, IPCC Fourth Assessment Report, Chapter 1, p. 115: "To balance the absorbed incoming [solar] energy, the Earth must, on average, radiate the same amount of energy back to space. Because the Earth is much colder than the Sun, it radiates at much longer wavelengths, primarily in the infrared part of the spectrum (see Figure 1). Much of this thermal radiation emitted by the land and ocean is absorbed by the atmosphere, including clouds, and reradiated back to Earth. This is called the greenhouse effect." Stephen H. Schneider, in Geosphere-biosphere Interactions and Climate, Lennart O. Bengtsson and Claus U. Hammer, eds., Cambridge University Press, 2001, ISBN 0-521-78238-4, pp. 90–91. E. Claussen, V.A. Cochran, and D.P. Davis, Climate Change: Science, Strategies, & Solutions, University of Michigan, 2001. p. 373. A. Allaby and M. Allaby, A Dictionary of Earth Sciences, Oxford University Press, 1999, ISBN 0-19-280079-5, p. 244.
^ Vaclav Smil (2003). The Earth's Biosphere: Evolution, Dynamics, and Change. MIT Press. p. 107. ISBN 978-0-262-69298-4.
^ "Solar Radiation and the Earth's Energy Balance". The Climate System – EESC 2100 Spring 2007. Columbia University. Retrieved 15 October 2010.
^ Le Treut H, Somerville R, Cubasch U, Ding Y, Mauritzen C, Mokssit A, Peterson T, Prather M (2007). "Historical Overview of Climate Change Science" (PDF). In Solomon S, Qin D, Manning M, Chen Z, Marquis M, Averyt KB, Tignor M, Miller HL (eds.). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK and New York, NY: Cambridge University Press. p. 97.
^ "The Elusive Absolute Surface Air Temperature (SAT)". Goddard Institute for Space Studies. NOAA.
^ Walker, James C.G. (June 1985). "Carbon dioxide on the early earth" (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 16 (2): 117–27. Bibcode:1985OrLi...16..117W. doi:10.1007/BF01809466. hdl:2027.42/43349. PMID 11542014. Retrieved 30 January 2010.
^ Pavlov, Alexander A.; Kasting, James F.; Brown, Lisa L.; Rages, Kathy A.; Freedman, Richard (May 2000). "Greenhouse warming by CH₄ in the atmosphere of early Earth". Journal of Geophysical Research. 105 (E5): 11981–90. Bibcode:2000JGR...10511981P. doi:10.1029/1999JE001134. PMID 11543544.
^ IPCC Fifth Assessment Report – Chapter 8: Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pd
^ Arrhenius, Svante (1896). "On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground" (PDF). Philosophical Magazine and Journal of Science: 237–76.
^ "IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007 (AR4)". Intergovernmental Panel on Climate Change. Retrieved 12 May 2013.
^ Cappelluti, G.; Bösch, H.; Monks, P.S. (2009). Use of remote sensing techniques for the detection and monitoring of GHG emissions from the Scottish land use sector. Scottish Government. ISBN 978-0-7559-7738-3.
^ Canadell JG, Le Quéré C, Raupach MR, et al. (November 2007). "Contributions to accelerating atmospheric CO 2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (47): 18866–70. Bibcode:2007PNAS..10418866C. doi:10.1073/pnas.0702737104. PMC 2141868. PMID 17962418.
↑ Junling Huang; Michael B. McElroy (2012). "The Contemporary and Historical Budget of Atmospheric CO 2" (PDF). Canadian Journal of Physics. 90 (8): 707–16. Bibcode:2012CaJPh..90..707H. doi:10.1139/p2012-033.
^ Post WM, King AW, Wullschleger SD, Hoffman FM (June 1997). "Historical Variations in Terrestrial Biospheric Carbon Storage". DOE Research Summary. 34 (1): 99–109. Bibcode:1997GBioC..11...99P. doi:10.1029/96GB03942.
^ Olson JM (May 2006). "Photosynthesis in the Archean era". Photosyn. Res. 88 (2): 109–17. doi:10.1007/s11120-006-9040-5. PMID 16453059
^ Buick R (August 2008). "When did oxygenic photosynthesis evolve?". Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 363 (1504): 2731–43. doi:10.1098/rstb.2008.0041. PMC 2606769. PMID 18468984.
^ Lovelock, J. E. (1972). "Gaia as seen through the atmosphere". Atmospheric Environment. 6 (8): 579–580. Bibcode:1972AtmEn...6..579L. doi:10.1016/0004-6981(72)90076-5. Archived from the original on ثلاثة November 2011. Retrieved 22 March 2014.
^ Li, K.-F. (30 May 2009). "Atmospheric pressure as a natural climate regulator for a terrestrial planet with a biosphere". Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (24): 9576–9579. Bibcode:2009PNAS..106.9576L. doi:10.1073/pnas.0809436106. PMC 2701016. PMID 19487662. Retrieved 22 March 2014.
^ Nealson KH, Conrad PG (December 1999). "Life: past, present and future". Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 354 (1392): 1923–39. doi:10.1098/rstb.1999.0532. PMC 1692713. PMID 10670014.
^ Whitmarsh J, Govindjee (1999). "The photosynthetic process". In Singhal GS; Renger G; Sopory SK; Irrgang KD; Govindjee (eds.). Concepts in photobiology: photosynthesis and photomorphogenesis. Boston: Kluwer Academic Publishers. pp. 11–51. ISBN 978-0-7923-5519-9. 100 x 10¹⁵ grams of carbon/year fixed by photosynthetic organisms which is equivalent to أربعة x 10¹⁸ kJ/yr = أربعة x 10²¹J/yr of free energy stored as reduced carbon; (4 x 10¹⁸ kJ/yr) / (31,556,900 sec/yr) = 1.27 x 10¹⁴ J/yr; (1.27 x 10¹⁴ J/yr) / (10¹² J/sec / TW) = 127 TW.
^ 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). Sustainable development and innovation in the energy sector. Berlin: Springer. p. 32. ISBN 978-3-540-23103-5. The average global rate of photosynthesis is 130 TW (1 TW = 1 terawatt = 10¹² watt).
^ "World Consumption of Primary Energy by Energy Type and Selected Country Groups, 1980–2004". Energy Information Administration. 31 July 2006. Archived from the original (XLS) onتسعة November 2006. Retrieved 2007-01-20.
^ Bryant DA, Frigaard NU (November 2006). "Prokaryotic photosynthesis and phototrophy illuminated". Trends Microbiol. 14 (11): 488–96. doi:10.1016/j.tim.2006.09.001. PMID 16997562
^ Poorter, Hendrik. "Interspecific variation in the growth response of plants to an elevated ambient CO2 concentration" (PDF).
^ Wong, S.C. (December 1979). "Elevated Partial Pressure of CO2 and Plant Growth". Oecologia. 44 (1): 68–74. Bibcode:1979Oecol..44...68W. doi:10.1007/BF00346400. PMID 28310466.
^ Ainsworth, Lisa (February 2005). "What have we learned from 15 years of free-air CO2 enrichment (FACE)? A meta-analytic review of the responses of photosynthesis, canopy properties and plant production to rising CO2". New Phytol. 165 (2): 351–71. doi:10.1111/j.1469-8137.2004.01224.x. PMID 15720649.
^ Zhu, Zaichun; Piao, Shilong; Myneni, Ranga B.; Huang, Mengtian; Zeng, Zhenzhong; Canadell, Josep G.; Ciais, Philippe; Sitch, Stephen; Friedlingstein, Pierre (August 2016). "Greening of the Earth and its drivers". Nature Climate Change. 6 (8): 791–95. Bibcode:2016NatCC...6..791Z. doi:10.1038/nclimate3004. ISSN 1758-6798. We show a persistent and widespread increase of growing season integrated LAI (greening) over 25% to 50% of the global vegetated area, whereas less than 4% of the globe shows decreasing LAI (browning). Factorial simulations with multiple global ecosystem models suggest that CO2 fertilization effects explain 70% of the observed greening trend
^ Hille, Karl (25 April 2016). "Carbon Dioxide Fertilization Greening Earth, Study Finds". NASA. Retrieved أربعة February 2018.
^ Archer, David (2005). "Fate of fossil fuel CO 2 in geologic time". Journal of Geophysical Research (باللغة الإنجليزية). 110 (C9): C09S05. doi:10.1029/2004JC002625. ISSN 0148-0227. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
↑ (PDF) https://web.archive.org/web/20170811075226/http://www.bgc.mpg.de/service/iso_gas_lab/publications/PG_WB_IJMS.pdf. مؤرشف من الأصل (PDF) في 11 أغسطس 2017. مفقود أوفارغ |title= (مساعدة)
^ Mohr, S.H.; Wang, J.; Ellem, G.; Ward, J.; Giurco, D. (1 February 2015). "Projection of world fossil fuels by country". Fuel. 141: 120–135. doi:10.1016/j.fuel.2014.10.030. Retrieved 19 November 2016.
^ Keeling, Charles D.; Piper, Stephen C.; Whorf, Timothy P.; Keeling, Ralph F. (2011). "Evolution of natural and anthropogenic fluxes of atmospheric CO2 from 1957 to 2003". Tellus B. 63 (1): 1–22. Bibcode:2011TellB..63....1K. doi:10.1111/j.1600-0889.2010.00507.x. ISSN 0280-6509.
^ Bender, Michael L.; Ho, David T.; Hendricks, Melissa B.; Mika, Robert; Battle, Mark O.; Tans, Pieter P.; Conway, Thomas J.; Sturtevant, Blake; Cassar, Nicolas (2005). "Atmospheric O2/N2changes, 1993–2002: Implications for the partitioning of fossil fuel CO2sequestration". Global Biogeochemical Cycles. 19 (4): n/a. Bibcode:2005GBioC..19.4017B. doi:10.1029/2004GB002410. ISSN 0886-6236
↑ "Global carbon budget 2010 | Tyndall°Centre for Climate Change Research ®". web.archive.org. 2012-07-23. مؤرشف من الأصل في 12 فبراير 2019. اطلع عليه بتاريخ 21 أبريل 2020.
^ Page, S.; Siegert, F.; Rieley, J.; Boehm, H.; Jaya, A.; Limin, S. (2002). "The amount of carbon released from peat and forest fires in Indonesia during 1997". Nature. 420 (6911): 61–65. Bibcode:2002Natur.420...61P. doi:10.1038/nature01131. PMID 12422213
^ "Indonesian Wildfires Accelerated Global Warming". www.ens-newswire.com. مؤرشف من الأصل في 08 سبتمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 21 أبريل 2020.
^ https://web.archive.org/web/20080409165649/http://www.newscientist.com:80/article.ns?id=dn6613. مؤرشف من الأصل في 09 أبريل 2008. مفقود أوفارغ |title= (مساعدة)