Isótopos: ¿cómo saben los científicos que los humanos causan el calentamiento global?

La pregunta más común que la gente se pregunta cuando se enfrenta con todos los datos científicos sobre el calentamiento climático global es cómo los científicos pueden estar seguros de que los seres humanos son responsables del aumento de los gases de efecto invernadero, especialmente el dióxido de carbono. La respuesta a esta pregunta es es

¿Cuáles son los isótopos y las proporciones de carbono?

Un isótopo es un átomo de un elemento que se produce naturalmente con un número diferente de neutrones. Por ejemplo, el carbono más a menudo tiene un número atómico de 12 (6 protones y 6 neutrones) y está etiquetado por los científicos como carbono-12 o ¹²C.

Pero existen otros átomos de carbono con un número diferente de neutrones (carbono-13 o ¹³C tiene 6 protones y 7 neutrones y de carbono-14 o ¹⁴C tiene 6 protones y 8 neutrones). Usted puede haber oído hablar de ¹⁴C porque es el isótopo que se desintegra con el tiempo y que los científicos utilizan en la datación por radiocarbono.

Los átomos de carbono están constantemente ciclismo a través de vivir y la materia no viva. Cuando las plantas tienen átomos de carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis, absorben un mayor número de ¹²Átomos de C que ¹³Átomos de C, porque la ¹³Átomos de carbono son un poco más pesado en la masa y reaccionan de manera diferente en las reacciones químicas.

Los científicos ambientales miden la firma isotópica de vivir y no vivos cosas mediante la comparación ¹³C a ¹²Isótopos C. Esta proporción, o ratio, de isótopos de carbono (¹³C /¹²C) en las plantas es diferente de la relación de isótopos de carbono en la atmósfera. Debido a que la mayoría de las plantas prefieren ¹²C isótopo, la relación de ¹³C /¹²C en las plantas es más baja que la proporción de ¹³C /¹²C en la atmósfera (donde ningún proceso biológico elige uno sobre el otro isótopo).

La quema de material vegetal o material vegetal fosilizada, como los combustibles fósiles, libera la ¹²C isótopos que las plantas absorben a través de la fotosíntesis millones de años atrás en la atmósfera en forma de CO₂ moléculas. El agregado ¹²C isótopos en la atmósfera disminuye el general ¹³C /¹²Relación C.

Los científicos ambientales comparar la proporción de isótopos de carbono en la atmósfera hoy a la proporción de isótopos de carbono en la atmósfera en los últimos años par de miles. (Afortunadamente, los núcleos de hielo en Groenlandia y la Antártida se han atrapando burbujas de gas atmosférico durante miles de años!)

Lo que los científicos han encontrado es que si bien las cantidades totales de CO₂ en la atmósfera han aumentado, la relación de ¹³C /¹²C se ha vuelto mucho más baja desde 1850 - a la vuelta de la época en que los seres humanos comenzaron a quemar combustibles fósiles para obtener energía durante la Revolución Industrial.

¿Han cambiado las proporciones de carbono?

Antes de los seres humanos comenzaron a quemar los combustibles fósiles, las proporciones de carbono de forma natural cambiaron aproximadamente 0,03 por ciento a más de un par de miles de años. Durante los últimos 150 años (desde que los humanos comenzaron la quema de combustibles fósiles), la firma de isótopos de carbono de la atmósfera se ha desplazado a más de 0,15 por ciento.

Aunque este porcentaje parece pequeño, es cinco veces más que el cambio natural. Los científicos consideran que un cambio tan grande para ser significativo, o más allá de lo que iba a ocurrir debido a la casualidad.

Un cambio significativo significa que algo diferente está actuando en el sistema para cambiar las cosas de lo que ha sido normal durante los últimos 10.000 años. El algo diferente en el sistema climático de la Tierra es la innovación industrial humana y su capacidad para tirar de carbono de las profundidades de la tierra y lo inyecta en la atmósfera.

Los científicos de interrogación están pidiendo hoy ya no es si las acciones humanas han llevado al aumento de gases de efecto invernadero y un clima más cálido, sino más bien lo que ahora? ¿Qué significará un clima más cálido para la civilización humana? ¿Y cómo pueden los humanos usar su poderosa influencia en el sistema climático de la tierra para conservar los recursos y la forma de vida que han dependían de hace miles de años?

Para responder a preguntas acerca de cómo el aumento de gases de efecto invernadero afectarán el clima de la tierra en el futuro, los científicos miran al pasado para ver si una situación similar a la de hoy nunca ha existido antes.