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在過去的幾百萬年中，地球在大氣和高溫中有幾次處於高二氧化碳水平的時期。 鑑於在這段時期內沒有化石燃料燃燒或其他人類創造的二氧化碳排放源，您能解釋造成這些時期的原因嗎？
燃燒化石燃料或植被是將二氧化碳排放到空氣中的一種方法，這是我們已經非常擅長的事情。 人類正在產生 近40億噸二氧化碳 每年主要通過燃燒化石燃料。
二氧化碳留在空氣中 幾百年到幾千年 隨著時間的流逝，它會逐漸積累 自從大約300年前我們開始有系統地使用煤和石油作為燃料以來，空氣中的二氧化碳量幾乎增加了一半。
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除了我們增加的排放之外，空氣中二氧化碳的濃度作為自然的一部分而上升和下降 碳循環受到空氣，海洋和生物圈（地球上的生命）之間的交換的驅動，並最終受到地質過程的驅動。
二氧化碳的自然變化
每年，隨著植物在春季和夏季生長，並在秋季和冬季死亡，二氧化碳濃度會略有上升和下降。 這個時間 季節性上升和下降 與北半球的季節有關，因為地球上的大部分陸地都在那兒。
海洋在碳循環中也起著積極的作用，導致幾個月的變化以緩和數百年來的變化。 海水通過交換直接吸收二氧化碳 在空氣和海水之間。 微小的海洋植物利用二氧化碳進行光合作用，許多微觀海洋生物利用碳化合物製造貝殼。 當這些海洋微生物死亡並沉入海底時，它們就會帶走碳。
總體而言，生物圈（陸地和土壤中的生態系統）和海洋正在吸收 人類排放的二氧化碳的一半，這減慢了氣候變化的速度。 但是隨著氣候的變化和海洋的進一步變暖，目前尚不清楚生物圈和海洋是否會繼續吸收我們排放的很大一部分。 隨著水變暖，它吸收二氧化碳的能力降低，並且隨著氣候變化，許多生態系統變得壓力重重，並且無法光合作用二氧化碳。
地球深厚的氣候歷史
在數十萬到數百萬年的時間尺度上，空氣中的二氧化碳濃度變化很大，全球氣候也變化很大。
這個 長期碳循環 涉及地球表面本身的形成和衰變：構造板塊活動，山脈的積聚和風化，長時間的火山活動以及活躍的中洋斷層處新海床的出現。
地殼中儲存的大多數碳都是石灰石的形式，它是由數百萬年前沉入海底的海洋生物的碳殼構成的。
火山爆發時，二氧化碳被添加到空氣中，隨著岩石和山脈的風化和磨損，二氧化碳被從空氣中清除。 這些過程通常需要數百萬年的時間才能從大氣中添加或減少二氧化碳。
如今，火山僅向空氣中添加少量二氧化碳 目前人類活動貢獻的1％。 但是在過去，火山活動大大增加，並向空氣中散發了大量二氧化碳。
一個例子是大約250億年前，當時長時間的火山活動大大提高了大氣中的二氧化碳含量。 這些是大規模的火山噴發-持續了大約XNUMX萬年， 導致大滅絕.
在最近的地質年代中，即過去的五千萬年中，二氧化碳的總體水平一直在逐漸下降，氣候一直在降溫，並有起伏。 一旦二氧化碳濃度在兩到三百萬年前變得足夠低（大約百萬分之50），當前的冰河時代周期就開始了，但我們排放的變暖現像要大於自然冷卻的趨勢。
儘管過去的地球氣候發生了顯著變化，但發生在地質時間尺度上。 我們燃燒的石油和煤炭中的碳代表了億萬年前植被吸收的二氧化碳，然後通過地質過程沉積了數千年。 幾個世紀以來，我們已經燒毀了很大一部分。
如果本世紀人類二氧化碳排放量繼續增加，我們可能會達到 幾千萬年沒有見過，當時地球氣候溫暖得多，海平面更高，沒有冰蓋。
關於作者
James Renwick，自然地理學（氣候科學）教授， Te Herenga Waka —惠靈頓維多利亞大學
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