Atmosferimizde su buharından sonra en bol bulunan ikinci sera gazı olan karbondioksit (CO2), iklim değişikliğini ölçmek için doğrudan bir gösterge haline geldi. Dünya'nın 4,54 milyar yıllık tarihi boyunca karbondioksit seviyesi büyük ölçüde değişmiş ve kısmen gezegenimizin ortalama sıcaklığındaki dalgalanmalara neden olmuştur.
Dünya'daki Karbondioksit (CO2)'in Tarihi
Bugün bilim dünyası atmosferimizin evrimini üç aşamaya ayırıyor. Dünya'nın oluşumu sırasında Güneş Sistemi'miz helyum ve hidrojen yönünden yoğundu ve bu moleküller Dünya yüzeyinde son derece yüksek sıcaklıklarda hareket ediyordu. Bu moleküller sonunda uzaya kaçtı ve yerini ikinci atmosferimiz aldı: Volkanik emisyonlar. Patlamalar su buharı, CO2 ve amonyağı (bir azot ve üç hidrojen) saçarak yukarıda gazlı bir örtü ve aşağıda ise ilk su kütlelerini oluşturdu. CO2 yavaşça sığ okyanusta çözündü ve siyanobakterilerin fotosentez yaparak oksijen yaymasını başlattı. Bu oksijen atmosferde birikti ve atmosfer bileşimini değiştirdi. Yaklaşık 2,4 milyar yıl önce o sırada mevcut olan mikroorganizmaların çoğunu öldürene dek böyle devam etti.
CO2 ve Geçmiş İklimler
Örneğin, atmosferdeki sanayi öncesi CO2 seviyeleri milyonda 280 parça (ppm) civarındaydı ve bugün 420 ppm'e yaklaşmış durumdayız.
Dünya atmosferindeki CO2 seviyelerini tahmin edebildiğimiz en uzak zaman dilimi 500 milyon yıl önceki Ordovisyen dönemidir. O dönemde atmosferik CO2 konsantrasyonu 3000 ila 9000 ppm arasındaydı! Ortalama sıcaklık bugünkünün 10 C derece üzerindeydi ve Dünya'nın seraya dönüşmesi senaryosunu duymuşsanız bunun neden o zaman gerçekleşmediğini merak edebilirsiniz. Başlıca faktörler Güneş'in daha soğuk olması ve gezegenin yörünge döngülerinin farklı olmasıydı.
CO2 seviyeleri, karbon tutulması (tortuya gömülme, bitkiler tarafından yakalanma) ve karbon emisyonu (ayrışma ve volkanik faaliyet) arasındaki dengesizlikle değişir. Bu sistemdeki dengesizlikler CO2 seviyelerinde düşüş eğilimi yaratarak yaklaşık 300 milyon yıl önce Dünya'da buzullaşma dönemine yol açtı. Ardından CO2 konsantrasyonunu iki katına çıkararak yaklaşık 1000 ppm'e yükselten yoğun bir volkanik faaliyet dönemi geldi. Daha sonra seviye düşmüştür ve sıcaklıkların günümüzden 4 ila 6 C derece daha yüksek olduğu 33 ila 23 milyon yıl önceki Oligosen döneminde bugünkü konsantrasyonlara ulaşmıştır.
Saldığımız sera gazı miktarları bizi potansiyel olarak benzer koşullara geri götürebileceği için aslında endişe vericidir.
Buz Çekirdeklerindeki CO2 Verileri
İklim hala tam olarak anlayamadığımız pek çok faktörü içeren son derece karmaşık bir sistem, bu nedenle bu tür ifadeleri kesin görmemek gerek. Dahası, ne kadar geriye bakarsak, verilerle ilgili belirsizlik o kadar artıyor. Buna göre dondurucu kar altında hapsolmuş yüksek detaylı kayıtlar olan buz çekirdekleri sayesinde Dünya atmosferine dair 800.000 yıl öncesine dek uzanan sağlam kanıtlar bulabiliyoruz. CO2 seviyesinin geçmişi buna örnek.
Yakın Tarihin En Yüksek CO2 Seviyeleri
Bu kayıt mevcut olayları karşılaştırmada temel olarak alınıyor. Atmosferik karbondioksit konsantrasyonundaki endüstri sonrası artış net olarak görülüyor. Bu eğilim henüz yeni başladığından sonuçlar henüz tam olarak ortaya çıkmadı. CO2 emisyonu ile kirlilik ve ısınma artışı arasındaki zaman gecikmesi yaklaşık 50 yıldır ve şu anda gözlemlediğimiz değişiklikler buzdağının sadece görünen kısmı.
Dünya'da CO2 seviyelerinin son kez bu kadar yüksek olduğu son zaman 3 milyon yıl önceki Pliyosen dönemiydi ve hava bugünkünden 2 derece daha sıcaktı. Bugün iki derecelik sıcaklık artışının neden olacağı zararı hayal etmek zordur.
Dünya atmosferindeki CO2 miktarındaki tarihsel değişimlere genel bakış:
- Sanayi öncesi dönem: Sanayi devriminden önce atmosferdeki CO2 konsantrasyonu milyonda 280 parça (ppm) civarındaydı. Bu seviye binlerce yıl boyunca nispeten sabit kalmıştır.
- Endüstriyel dönem: Sanayi devriminden bu yana, fosil yakıtların yakılması ve ormansızlaşma gibi insan faaliyetleri atmosferik CO2 seviyelerinde önemli bir artışa yol açmıştır. Günümüzde atmosferik CO2 konsantrasyonları en az 800.000 yılın en yüksek seviyelerinde olup 2021 yılında yaklaşık 415 ppm'e ulaşmıştır.
- Buzul çağı döngüleri: Dünya tarihi boyunca, atmosferik CO2 seviyelerinde dalgalanmalara neden olan doğal buzullaşma ve ısınma döngüleri olmuştur. Buzul çağları sırasında CO2 konsantrasyonları 180 ppm civarında olurken, sıcak dönemlerde 280 ppm'ye kadar çıkmıştır.
- Jeolojik tarih: Zaman içinde daha da geriye bakıldığında, Dünya atmosferindeki CO2 konsantrasyonu milyonlarca yıl boyunca önemli ölçüde değişmiştir. Gezegenin ilk zamanlarında CO2 seviyeleri çok daha yüksekti ve 7.000 ppm'in üzerinde konsantrasyonlara ulaşıyordu. Zaman içinde, volkanik faaliyet ve ayrışma gibi doğal süreçler atmosferik CO2 seviyelerinin düzenlenmesine yardımcı olmuştur.