Makalah Pemanasan Global | ILMU BUMI

Study the effect of increasing concentrations of carbon dioxide on Earth's atmosphere and plant lifeAn overview of the role greenhouse gases play in modifying Earth's climate. Encyclopædia Britannica, Inc.
Pemanasan global, fenomena meningkatnya suhu udara rata-rata di dekat permukaan bumi selama satu hingga dua abad terakhir. Ilmuwan iklim telah sejak pertengahan abad ke-20 mengumpulkan pengamatan terperinci dari berbagai fenomena cuaca (seperti suhu, curah hujan, dan badai) dan pengaruh terkait pada iklim (seperti arus laut dan komposisi kimia atmosfer). Data ini menunjukkan bahwa iklim Bumi telah berubah di hampir setiap skala waktu yang dapat dibayangkan sejak awal waktu geologis dan bahwa pengaruh aktivitas manusia sejak paling tidak awal Revolusi Industri telah sangat terjalin ke dalam jalinan perubahan iklim.

During the second half of the 20th century and early part of the 21st century, global average surface temperature increased and sea level rose. Over the same period, the amount of snow cover in the Northern Hemisphere decreased. Encyclopædia Britannica, Inc.

Memberikan suara untuk keyakinan yang tumbuh dari sebagian besar komunitas ilmiah, Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC) dibentuk pada tahun 1988 oleh Organisasi Meteorologi Dunia (WMO) dan Program Lingkungan Perserikatan Bangsa-Bangsa (UNEP). Pada 2013 IPCC melaporkan bahwa interval antara 1880 dan 2012 melihat peningkatan suhu permukaan rata-rata global sekitar 0,9 ° C (1,5 ° F). Peningkatannya lebih dekat ke 1,1 ° C (2,0 ° F) ketika diukur relatif terhadap suhu rata-rata pra-industri (yaitu, 1750–1800).

global warming scenariosGraph of the predicted increase in Earth's average surface temperature according to a series of climate change scenarios that assume different levels of economic development, population growth, and fossil fuel use. The assumptions made by each scenario are given at the bottom of the graph. Encyclopædia Britannica, Inc.

Sebuah laporan khusus yang diproduksi oleh IPCC pada tahun 2018 mengasah perkiraan ini lebih lanjut, mencatat bahwa manusia dan aktivitas manusia telah bertanggung jawab untuk peningkatan suhu rata-rata di seluruh dunia antara 0,8 dan 1,2 ° C (1,4 dan 2,2 ° F) dari pemanasan global sejak zaman praindustri. , dan sebagian besar pemanasan yang diamati selama paruh kedua abad ke-20 dapat dikaitkan dengan aktivitas manusia. Ia meramalkan bahwa suhu permukaan rata-rata global akan meningkat antara 3 dan 4 ° C (5,4 dan 7,2 ° F) pada tahun 2100 dibandingkan dengan rata-rata 1986–2005 jika emisi karbon berlanjut pada laju saat ini. Kenaikan suhu yang diprediksi didasarkan pada serangkaian skenario yang memungkinkan yang memperhitungkan emisi gas rumah kaca di masa depan dan langkah-langkah mitigasi (pengurangan keparahan) dan pada ketidakpastian dalam proyeksi model. Beberapa ketidakpastian utama termasuk peran yang tepat dari proses umpan balik dan dampak polutan industri yang dikenal sebagai aerosol, yang dapat mengimbangi beberapa pemanasan.

Banyak ilmuwan iklim sepakat bahwa kerusakan sosial, ekonomi, dan ekologi yang signifikan akan terjadi jika suhu rata-rata global naik lebih dari 2 ° C (3,6 ° F) dalam waktu yang singkat. Kerusakan seperti itu akan mencakup kepunahan banyak spesies tumbuhan dan hewan, pergeseran pola pertanian, dan naiknya permukaan laut. Pada tahun 2015, semua kecuali beberapa pemerintah nasional telah memulai proses melembagakan rencana pengurangan karbon sebagai bagian dari Perjanjian Paris, sebuah perjanjian yang dirancang untuk membantu negara-negara menjaga pemanasan global hingga 1,5 ° C (2,7 ° F) di atas tingkat pra-industri untuk menghindari terburuk dari efek yang diperkirakan. Penulis laporan khusus yang diterbitkan oleh IPCC pada tahun 2018 mencatat bahwa jika emisi karbon berlanjut pada tingkatnya saat ini, peningkatan rata-rata suhu udara di dekat permukaan akan mencapai 1,5 ° C sekitar tahun 2030 dan 2052. Penilaian IPCC di masa lalu melaporkan bahwa rata-rata global permukaan laut naik sekitar 19–21 cm (7,5-8,3 inci) antara 1901 dan 2010 dan bahwa permukaan laut naik lebih cepat pada paruh kedua abad ke-20 daripada di paruh pertama. Ia juga memperkirakan, sekali lagi tergantung pada berbagai skenario, bahwa permukaan laut rata-rata global akan naik 26–77 cm (10,2–30,3 inci) relatif terhadap rata-rata 1986–2005 pada 2100 untuk pemanasan global 1,5 ° C, rata-rata 10 cm (3,9 inci) kurang dari yang diharapkan jika pemanasan naik ke 2 ° C (3,6 ° F) di atas tingkat pra-industri.

Skenario yang disebutkan di atas tergantung terutama pada konsentrasi masa depan dari gas-gas jejak tertentu, yang disebut gas rumah kaca, yang telah disuntikkan ke atmosfer yang lebih rendah dalam jumlah yang meningkat melalui pembakaran bahan bakar fosil untuk keperluan industri, transportasi, dan perumahan. Pemanasan global modern adalah hasil dari peningkatan besarnya apa yang disebut efek rumah kaca, pemanasan permukaan bumi dan atmosfer yang lebih rendah yang disebabkan oleh adanya uap air, karbon dioksida, metana, dinitrogen oksida, dan gas rumah kaca lainnya. Pada tahun 2014 IPCC melaporkan bahwa konsentrasi karbon dioksida, metana, dan dinitrogen oksida di atmosfer melampaui yang ditemukan di inti es sejak 800.000 tahun yang lalu.

greenhouse effect on EarthThe greenhouse effect on Earth. Some incoming sunlight is reflected by Earth's atmosphere and surface, but most is absorbed by the surface, which is warmed. Infrared (IR) radiation is then emitted from the surface. Some IR radiation escapes to space, but some is absorbed by the atmosphere's greenhouse gases (especially water vapour, carbon dioxide, and methane) and reradiated in all directions, some to space and some back toward the surface, where it further warms the surface and the lower atmosphere. Encyclopædia Britannica, Inc.

Dari semua gas ini, karbon dioksida adalah yang paling penting, baik untuk perannya dalam efek rumah kaca maupun untuk perannya dalam ekonomi manusia. Diperkirakan bahwa, pada awal era industri di pertengahan abad ke-18, konsentrasi karbon dioksida di atmosfer sekitar 280 bagian per juta (ppm). Pada pertengahan 2018 mereka telah meningkat menjadi 406 ppm, dan, jika bahan bakar fosil terus dibakar dengan kecepatan saat ini, mereka diproyeksikan mencapai 550 ppm pada pertengahan abad ke-21 — pada dasarnya, dua kali lipat konsentrasi karbon dioksida dalam 300 tahun .

Perdebatan sengit sedang berlangsung mengenai tingkat dan keseriusan kenaikan suhu permukaan, efek pemanasan masa lalu dan masa depan pada kehidupan manusia, dan perlunya tindakan untuk mengurangi pemanasan di masa depan dan menangani konsekuensinya. Artikel ini memberikan ikhtisar latar belakang ilmiah dan debat kebijakan publik terkait dengan topik pemanasan global. Ini mempertimbangkan penyebab kenaikan suhu udara dekat permukaan, faktor-faktor yang mempengaruhi, proses penelitian iklim dan perkiraan, kemungkinan dampak ekologis dan sosial dari kenaikan suhu, dan perkembangan kebijakan publik sejak pertengahan abad ke-20. Untuk deskripsi terperinci tentang iklim Bumi, prosesnya, dan respons makhluk hidup terhadap sifatnya yang berubah, lihat iklim. Untuk latar belakang tambahan tentang bagaimana iklim Bumi telah berubah sepanjang waktu geologis, lihat variasi dan perubahan iklim. Untuk deskripsi lengkap tentang amplop gas Bumi, tempat terjadinya perubahan iklim dan pemanasan global, lihat atmosfer.

Variasi Iklim Sejak Glasiasi Terakhir

Pemanasan global terkait dengan fenomena perubahan iklim yang lebih umum, yang mengacu pada perubahan totalitas atribut yang mendefinisikan iklim. Selain perubahan suhu udara, perubahan iklim melibatkan perubahan pola curah hujan, angin, arus laut, dan ukuran iklim Bumi lainnya. Biasanya, perubahan iklim dapat dipandang sebagai kombinasi dari berbagai kekuatan alami yang terjadi dalam rentang waktu yang beragam. Sejak munculnya peradaban manusia, perubahan iklim telah melibatkan unsur “antropogenik,” atau yang disebabkan oleh manusia, dan unsur antropogenik ini menjadi lebih penting dalam periode industri selama dua abad terakhir. Istilah pemanasan global digunakan secara khusus untuk merujuk pada setiap pemanasan udara di dekat permukaan selama dua abad terakhir yang dapat ditelusuri ke penyebab antropogenik.

A series of photographs of the Grinnell Glacier taken from the summit of Mount Gould in Glacier National Park, Montana, in 1938, 1981, 1998, and 2006 (from left to right). In 1938 the Grinnell Glacier filled the entire area at the bottom of the image. By 2006 it had largely disappeared from this view.1938-T.J. Hileman/Glacier National Park Archives, 1981 - Carl Key/USGS, 1998 - Dan Fagre/USGS, 2006 - Karen Holzer/USGS
Untuk mendefinisikan konsep-konsep pemanasan global dan perubahan iklim dengan tepat, pertama-tama perlu untuk menyadari bahwa iklim Bumi bervariasi dalam berbagai rentang waktu, mulai dari rentang kehidupan manusia individu hingga miliaran tahun. Variabel sejarah iklim ini biasanya diklasifikasikan dalam istilah "rezim" atau "zaman". Misalnya, zaman glasial Pleistosen (sekitar 2.600.000 hingga 11.700 tahun yang lalu) ditandai dengan variasi substansial dalam tingkat global gletser dan lapisan es. Variasi ini terjadi pada rentang waktu puluhan hingga ratusan milenium dan didorong oleh perubahan dalam distribusi radiasi matahari di seluruh permukaan bumi. Distribusi radiasi matahari dikenal sebagai pola insolasi, dan sangat dipengaruhi oleh geometri orbit Bumi di sekitar Matahari dan oleh orientasi, atau kemiringan, sumbu Bumi relatif terhadap sinar matahari langsung.
Di seluruh dunia, periode gletser terbaru, atau zaman es, memuncak sekitar 21.000 tahun yang lalu dalam apa yang sering disebut Maksimum Es Terakhir. Selama waktu ini, lapisan es kontinental meluas ke wilayah lintang tengah Eropa dan Amerika Utara, mencapai sejauh selatan London dan Kota New York saat ini. Suhu rata-rata tahunan global tampaknya sekitar 4-5 ° C (7–9 ° F) lebih dingin daripada di pertengahan abad ke-20. Penting untuk diingat bahwa angka-angka ini adalah rata-rata global. Faktanya, selama puncak zaman es terakhir ini, iklim Bumi ditandai oleh pendinginan yang lebih besar pada garis lintang yang lebih tinggi (yaitu, ke arah kutub) dan pendinginan yang relatif sedikit di sebagian besar lautan tropis (dekat Khatulistiwa). Interval glasial ini berakhir tiba-tiba sekitar 11.700 tahun yang lalu dan diikuti oleh periode bebas es berikutnya yang dikenal sebagai Zaman Holosen. Periode modern sejarah Bumi secara konvensional didefinisikan sebagai berada dalam Holocene. Namun, beberapa ilmuwan berpendapat bahwa Epoch Holosen berakhir pada masa lalu yang relatif baru dan bahwa Bumi saat ini berada dalam interval iklim yang bisa disebut sebagai Anthropocene Epoch - yaitu periode di mana manusia telah memberikan pengaruh dominan terhadap iklim.
Meskipun kurang dramatis daripada perubahan iklim yang terjadi selama Zaman Pleistosen, variasi signifikan dalam iklim global tetap terjadi selama Holocene. Selama Holocene awal, sekitar 9.000 tahun yang lalu, sirkulasi atmosfer dan pola curah hujan tampaknya sangat berbeda dari yang ada saat ini. Misalnya, ada bukti untuk kondisi yang relatif basah di tempat yang sekarang disebut Gurun Sahara. Perubahan dari satu rezim iklim ke rezim iklim lainnya hanya disebabkan oleh sedikit perubahan dalam pola insolasi dalam interval Holocene serta interaksi pola-pola ini dengan fenomena iklim berskala besar seperti musim hujan dan El Niño / Osilasi Selatan (ENSO).
Selama Holosen tengah, sekitar 5.000–7.000 tahun yang lalu, kondisinya tampak relatif hangat — bahkan mungkin lebih hangat daripada hari ini di beberapa bagian dunia dan selama musim-musim tertentu. Untuk alasan ini, interval ini kadang-kadang disebut sebagai Mid-Holocene Climatic Optimum. Namun, kehangatan relatif dari suhu udara dekat permukaan rata-rata saat ini agak tidak jelas. Perubahan dalam pola insolasi mendukung musim panas yang lebih hangat di lintang yang lebih tinggi di belahan bumi utara, tetapi perubahan ini juga menghasilkan musim dingin yang lebih dingin di belahan bumi utara dan kondisi yang relatif sejuk sepanjang tahun di daerah tropis. Setiap perubahan suhu rata-rata hemispheric atau global secara keseluruhan mencerminkan keseimbangan antara perubahan musim dan regional yang bersaing. Faktanya, studi model iklim teoretis baru-baru ini menunjukkan bahwa suhu rata-rata global selama Holosen tengah mungkin 0,2-0,3 ° C (0,4-0,5 ° F) lebih dingin daripada kondisi akhir abad ke-20.
Selama ribuan tahun berikutnya, kondisi tampaknya telah mendingin relatif terhadap level Holosen tengah. Periode ini kadang-kadang disebut sebagai "Neoglacial." Di lintang tengah tren pendinginan ini dikaitkan dengan periode intermiten memajukan dan mundur gletser gunung mengingatkan (meskipun jauh lebih sederhana daripada) kemajuan yang lebih substansial dan mundur dari lapisan es benua utama dari zaman iklim Pleistosen.
Penyebab Pemanasan GlobalEfek rumah kaca

greenhouse effectThe greenhouse effect is caused by the atmospheric accumulation of gases such as carbon dioxide and methane, which contain some of the heat emitted from Earth's surface.Created and produced by QA International. © QA International, 2010. All rights reserved. www.qa-international.com
Suhu permukaan rata-rata Bumi dijaga oleh keseimbangan berbagai bentuk radiasi matahari dan terestrial. Radiasi matahari sering disebut radiasi "gelombang pendek" karena frekuensi radiasi relatif tinggi dan panjang gelombang relatif pendek - dekat dengan bagian spektrum elektromagnetik yang terlihat. Radiasi terestrial, di sisi lain, sering disebut radiasi "gelombang panjang" karena frekuensinya relatif rendah dan panjang gelombangnya relatif panjang — di suatu tempat di bagian inframerah spektrum. Energi matahari yang bergerak ke bawah biasanya diukur dalam watt per meter persegi. Energi total radiasi matahari yang masuk di bagian atas atmosfer Bumi (yang disebut "konstanta surya") berjumlah sekitar 1.366 watt per meter persegi per tahun. Menyesuaikan fakta bahwa hanya setengah dari permukaan planet yang menerima radiasi matahari pada waktu tertentu, insulasi permukaan rata-rata adalah 342 watt per meter persegi per tahun.
Jumlah radiasi matahari yang diserap oleh permukaan bumi hanya sebagian kecil dari total radiasi matahari yang memasuki atmosfer. Untuk setiap 100 unit radiasi matahari yang masuk, sekitar 30 unit dipantulkan kembali ke angkasa oleh awan, atmosfer, atau daerah reflektif permukaan bumi. Kapasitas reflektif ini disebut sebagai albedo planet Bumi, dan tidak perlu tetap dari waktu ke waktu, karena luas spasial dan distribusi formasi reflektif, seperti awan dan lapisan es, dapat berubah. 70 unit radiasi matahari yang tidak dipantulkan dapat diserap oleh atmosfer, awan, atau permukaan. Dengan tidak adanya komplikasi lebih lanjut, untuk menjaga keseimbangan termodinamika, permukaan dan atmosfer Bumi harus memancarkan 70 unit yang sama ke ruang angkasa. Suhu permukaan bumi (dan lapisan bawah atmosfer yang pada dasarnya bersentuhan dengan permukaan) terkait dengan besarnya emisi radiasi keluar ini menurut hukum Stefan-Boltzmann.
Anggaran energi bumi semakin diperumit oleh efek rumah kaca. Lacak gas dengan sifat kimia tertentu — yang disebut gas rumah kaca, terutama karbon dioksida (CO2), metana (CH4), dan dinitrogen oksida (N2O) - menyerap beberapa radiasi inframerah yang dihasilkan oleh permukaan bumi. Karena penyerapan ini, sebagian kecil dari 70 unit aslinya tidak langsung lepas ke ruang angkasa. Karena gas rumah kaca memancarkan jumlah radiasi yang sama dengan yang mereka serap dan karena radiasi ini dipancarkan secara merata ke segala arah (yaitu, sebanyak turun ke atas), efek bersih dari penyerapan oleh gas rumah kaca adalah meningkatkan jumlah total radiasi yang dipancarkan ke bawah. menuju permukaan bumi dan atmosfer yang lebih rendah. Untuk mempertahankan keseimbangan, permukaan bumi dan atmosfer yang lebih rendah harus memancarkan lebih banyak radiasi daripada 70 unit aslinya. Akibatnya, suhu permukaan harus lebih tinggi. Proses ini tidak persis sama dengan apa yang mengatur rumah kaca sejati, tetapi efek akhirnya sama. Kehadiran gas rumah kaca di atmosfer menyebabkan pemanasan permukaan dan bagian bawah atmosfer (dan pendinginan yang lebih tinggi di atmosfer) relatif terhadap apa yang diharapkan tanpa adanya gas rumah kaca.
Sangat penting untuk membedakan efek rumah kaca "alami," atau latar belakang, dari efek rumah kaca "ditingkatkan" yang terkait dengan aktivitas manusia. Efek rumah kaca alami dikaitkan dengan sifat-sifat pemanasan permukaan konstituen alami atmosfer Bumi, terutama uap air, karbon dioksida, dan metana. Keberadaan efek ini diterima oleh semua ilmuwan. Memang, jika tidak ada, suhu rata-rata Bumi akan menjadi sekitar 33 ° C (59 ° F) lebih dingin daripada hari ini, dan Bumi akan menjadi planet yang beku dan kemungkinan tidak bisa dihuni. Apa yang telah menjadi kontroversi adalah apa yang disebut efek rumah kaca yang ditingkatkan, yang dikaitkan dengan peningkatan konsentrasi gas rumah kaca yang disebabkan oleh aktivitas manusia. Secara khusus, pembakaran bahan bakar fosil meningkatkan konsentrasi gas-gas rumah kaca utama di atmosfer, dan konsentrasi yang lebih tinggi ini berpotensi menghangatkan atmosfer beberapa derajat.
Kekuatan radiasiDalam terang diskusi di atas tentang efek rumah kaca, jelas bahwa suhu permukaan bumi dan atmosfer yang lebih rendah dapat dimodifikasi dalam tiga cara: (1) melalui peningkatan bersih dalam radiasi matahari yang masuk di bagian atas atmosfer bumi, ( 2) melalui perubahan fraksi radiasi yang mencapai permukaan, dan (3) melalui perubahan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Dalam setiap kasus perubahan dapat dianggap dalam hal "kekuatan radiatif." Sebagaimana didefinisikan oleh IPCC, pemaksaan radiasi adalah ukuran pengaruh faktor iklim tertentu terhadap jumlah energi radiasi diarahkan ke bawah yang menimpa permukaan Bumi. Faktor-faktor iklim dibagi antara yang disebabkan terutama oleh aktivitas manusia (seperti emisi gas rumah kaca dan emisi aerosol) dan yang disebabkan oleh kekuatan alam (seperti radiasi matahari); kemudian, untuk setiap faktor, apa yang disebut nilai-nilai pemaksaan dihitung untuk periode waktu antara 1750 dan hari ini. "Kekuatan positif" diberikan oleh faktor-faktor iklim yang berkontribusi pada pemanasan permukaan bumi, sedangkan "gaya negatif" diberikan oleh faktor-faktor yang mendinginkan permukaan Bumi.

Since 1750 the concentration of carbon dioxide and other greenhouse gases has increased in Earth's atmosphere. As a result of these and other factors, Earth's atmosphere retains more heat than in the past. Encyclopædia Britannica, Inc.

Rata-rata, sekitar 342 watt radiasi matahari menyerang setiap meter persegi permukaan bumi per tahun, dan jumlah ini pada gilirannya dapat dikaitkan dengan kenaikan atau penurunan suhu permukaan bumi. Suhu di permukaan juga dapat naik atau turun melalui perubahan distribusi radiasi terestrial (yaitu, radiasi yang dipancarkan oleh Bumi) di dalam atmosfer. Dalam beberapa kasus, pemaksaan radiasi memiliki asal alami, seperti selama letusan eksplosif dari gunung berapi di mana gas dan abu ventilasi menghalangi sebagian radiasi matahari dari permukaan. Dalam kasus lain, pemaksaan radiatif memiliki asal usul antropogenik, atau hanya manusia. Sebagai contoh, peningkatan antropogenik dalam karbon dioksida, metana, dan dinitrogen oksida diperkirakan menyumbang 2,3 watt per meter persegi dari gaya radiasi positif. Ketika semua nilai kekuatan radiasi positif dan negatif diambil bersama-sama dan semua interaksi antara faktor-faktor iklim dicatat, total kenaikan bersih dalam radiasi permukaan karena aktivitas manusia sejak awal Revolusi Industri adalah 1,6 watt per meter persegi. 

Pengaruh aktivitas manusia terhadap iklim

Aktivitas manusia telah mempengaruhi suhu permukaan global dengan mengubah keseimbangan radiasi yang mengatur Bumi pada berbagai rentang waktu dan pada berbagai skala spasial. Pengaruh antropogenik yang paling mendalam dan terkenal adalah peningkatan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Manusia juga mempengaruhi iklim dengan mengubah konsentrasi aerosol dan ozon dan dengan memodifikasi tutupan permukaan permukaan bumi.

Gas-gas rumah kaca
Seperti dibahas di atas, gas rumah kaca menghangatkan permukaan Bumi dengan meningkatkan radiasi gelombang panjang ke bawah yang mencapai permukaan. Hubungan antara konsentrasi atmosfer dari gas rumah kaca dan kekuatan radiasi positif dari permukaan berbeda untuk setiap gas. Ada hubungan yang rumit antara sifat-sifat kimiawi masing-masing gas rumah kaca dan jumlah relatif radiasi gelombang panjang yang dapat diserap masing-masing. Berikut ini adalah diskusi tentang perilaku radiasi dari setiap gas rumah kaca utama.

Factories that burn fossil fuels help to cause global warming.© jzehnder/Fotolia
Uap airUap air adalah gas rumah kaca yang paling kuat di atmosfer Bumi, tetapi perilakunya secara fundamental berbeda dengan gas rumah kaca lainnya. Peran utama uap air bukan sebagai agen langsung pemaksa radiasi tetapi sebagai umpan balik iklim — yaitu, sebagai respons dalam sistem iklim yang memengaruhi aktivitas sistem yang berkelanjutan (lihat di bawah Umpan balik uap air). Perbedaan ini muncul dari fakta bahwa jumlah uap air di atmosfer tidak dapat, secara umum, dimodifikasi secara langsung oleh perilaku manusia tetapi sebaliknya ditentukan oleh suhu udara. Semakin hangat permukaan, semakin besar tingkat penguapan air dari permukaan. Akibatnya, penguapan yang meningkat mengarah ke konsentrasi uap air yang lebih besar di atmosfer bawah yang mampu menyerap radiasi gelombang panjang dan memancarkannya ke bawah.

The present-day surface hydrologic cycle, in which water is transferred from the oceans through the atmosphere to the continents and back to the oceans over and beneath the land surface. The values in parentheses following the various forms of water (e.g., ice) refer to volumes in millions of cubic kilometres; those following the processes (e.g., precipitation) refer to their fluxes in millions of cubic kilometres of water per year. Encyclopædia Britannica, Inc.

Karbon dioksida
Dari gas rumah kaca, karbon dioksida (CO2) adalah yang paling signifikan. Sumber alami CO2 atmosfer termasuk gas yang keluar dari gunung berapi, pembakaran dan pembusukan alami bahan organik, dan respirasi oleh organisme aerob (menggunakan oksigen). Sumber-sumber ini seimbang, rata-rata, dengan serangkaian proses fisik, kimia, atau biologis, yang disebut "tenggelam," yang cenderung menghilangkan CO2 dari atmosfer. Tenggelam alami yang signifikan termasuk vegetasi terestrial, yang mengambil CO2 selama proses fotosintesis.

carbon cycleCarbon is transported in various forms through the atmosphere, the hydrosphere, and geologic formations. One of the primary pathways for the exchange of carbon dioxide (CO2) takes place between the atmosphere and the oceans; there a fraction of the CO2 combines with water, forming carbonic acid (H2CO3) that subsequently loses hydrogen ions (H+) to form bicarbonate (HCO3−) and carbonate (CO32−) ions. Mollusk shells or mineral precipitates that form by the reaction of calcium or other metal ions with carbonate may become buried in geologic strata and eventually release CO2 through volcanic outgassing. Carbon dioxide also exchanges through photosynthesis in plants and through respiration in animals. Dead and decaying organic matter may ferment and release CO2 or methane (CH4) or may be incorporated into sedimentary rock, where it is converted to fossil fuels. Burning of hydrocarbon fuels returns CO2 and water (H2O) to the atmosphere. The biological and anthropogenic pathways are much faster than the geochemical pathways and, consequently, have a greater impact on the composition and temperature of the atmosphere. Encyclopædia Britannica, Inc.