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탄소 순환은 다양한 환경에서 탄소 원소의 변위 운동입니다.

Mitchell Griest가 편집하고 크기를 조정한 이미지는 Unsplash에서 사용할 수 있습니다.

탄소 순환은 암석, 토양, 바다 및 식물을 포함한 다양한 환경에서 원소 탄소의 변위 운동입니다. 이것은 대기에 완전히 축적되는 것을 방지하고 지구의 온도를 안정시킵니다. 지질학의 경우 탄소 순환에는 수십만 년이 걸리는 느린 주기와 수십에서 10만 년이 걸리는 빠른 주기의 두 가지 유형이 있습니다.

탄소

탄소는 암석에 풍부하게 존재하는 화학 원소이며, 토양, 바다, 채소, 대기, 생물체 및 물체에는 그보다 적습니다. 그것은 별에서 만들어지며 우주에서 네 번째로 풍부한 원소이며 우리가 알고 있는 지구상의 생명 유지에 필수적입니다. 그러나 그는 또한 기후 변화라는 심각한 문제의 원인 중 하나입니다.

매우 오랜 기간(수백만 년에서 수천만 년)에 걸쳐 지각판의 움직임과 탄소가 지구 내부로 침투하는 속도의 변화는 지구 온도를 변경할 수 있습니다. 지구는 백악기의 극도로 더운 기후(약 1억 4,500만 ~ 6,500만 년 전)에서 홍적세의 빙하기후(약 180만 ~ 11,500년 전)에 이르기까지 지난 5천만 년 동안 이러한 변화를 겪었습니다.

느린 주기

일련의 화학 반응과 구조적 활동을 통해 탄소가 천천히 발생하는 탄소 순환에서 암석, 토양, 바다 및 대기 사이를 이동하는 데 1억년에서 2억년이 걸립니다. 평균적으로 천만 톤에서 1억 톤 사이의 탄소가 1년에 느린 주기를 거칩니다. 비교를 위해 인간이 대기로 배출하는 탄소는 100억 톤 정도이며 빠른 탄소 순환은 연간 탄소 100억에서 1000억으로 이동합니다.

대기에서 암석권(암석)으로의 탄소 이동은 비와 함께 시작됩니다. 대기의 탄소는 물과 결합하여 탄산을 형성하고, 이는 비를 통해 표면에 퇴적됩니다. 이 산은 화학적 풍화라는 과정에서 암석을 용해시켜 칼슘, 마그네슘, 칼륨 또는 나트륨 이온을 방출합니다. 이 이온은 강으로, 강에서 바다로 운반됩니다.

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바다에서 칼슘 이온은 중탄산염 이온과 결합하여 제산제의 활성 성분인 탄산칼슘을 형성합니다. 바다에서 대부분의 탄산칼슘은 조개껍데기(석회화) 유기체(예: 산호)와 플랑크톤(예: coccolithophores 및 foraminifera)에 의해 생성됩니다. 이 유기체는 죽으면 해저로 가라앉습니다. 시간이 지남에 따라 껍질과 퇴적물의 층이 압축되어 암석으로 변하고 탄소를 저장하여 석회암과 같은 퇴적암을 생성합니다.

탄산염 암석의 약 80%가 이 방법으로 생성됩니다. 나머지 20%는 생물에서 유래한 탄소(유기 탄소)가 분해되어 포함되어 있습니다. 열과 압력은 수백만 년에 걸쳐 탄소가 풍부한 유기 물질을 압축하여 혈암과 같은 퇴적암을 형성합니다. 특별한 경우 죽은 식물의 유기물이 분해될 시간 없이 빠르게 축적되면 유기탄소층이 셰일과 같은 퇴적암이 아니라 석유, 석탄 또는 천연가스가 됩니다.

느린 주기에서 탄소는 화산 활동을 통해 대기로 돌아갑니다. 그것은 지구의 지구와 해양 지각의 표면이 충돌할 때 하나가 다른 표면 아래로 가라앉고 극도의 열과 압력에 의해 운반되는 암석이 녹기 때문입니다. 가열된 암석은 규산염 광물로 재결합하여 이산화탄소를 방출합니다.

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화산이 폭발할 때 가스를 대기 중으로 내보내고 규산질 암석으로 지구를 덮어 주기를 다시 시작합니다. 화산은 연간 1억 3000만~3억 8000만 미터톤의 이산화탄소를 방출합니다. 비교를 위해 인간은 화석 연료를 태울 때 화산보다 100~300배 더 많은 연간 약 300억 톤의 이산화탄소를 배출합니다.

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예를 들어, 화산 활동의 증가로 인해 대기 중 이산화탄소가 상승하면 온도가 상승하여 더 많은 비가 내림으로써 더 많은 암석이 용해되어 더 많은 이온이 생성되어 결국 해저에 더 많은 탄소를 퇴적시킵니다. 느린 탄소 순환의 균형을 다시 맞추는 데 수십만 년이 걸립니다.

그러나 느린 주기에는 약간 더 빠른 구성 요소인 바다도 포함되어 있습니다. 공기가 물과 만나는 표면에서 이산화탄소 가스는 용해되어 대기와 끊임없이 교환하면서 바다 밖으로 배출됩니다. 일단 바다에 들어가면 이산화탄소 가스는 물 분자와 반응하여 수소를 방출하여 바다를 더 산성으로 만듭니다. 수소는 암석의 풍화작용으로 인한 탄산염과 반응하여 중탄산염 이온을 생성합니다.

산업화 시대 이전에 해양은 암석이 마모되는 동안 받은 탄소와 균형을 이루어 대기 중으로 이산화탄소를 분출했습니다. 그러나 대기 중 탄소 농도가 증가함에 따라 이제 해양은 방출하는 것보다 더 많은 탄소를 대기에서 제거합니다. 수천 년 동안 바다는 사람들이 화석 연료를 태워 대기 중으로 내보내는 추가 탄소의 최대 85%를 흡수하지만, 그 과정은 바다 표면에서 깊은 곳으로 물의 이동과 관련이 있기 때문에 느립니다.

한편, 바람, 해류 및 온도는 바다가 대기에서 이산화탄소를 제거하는 속도를 제어합니다. (지구 관측소의 해양 탄소 균형을 참조하십시오.) 빙하기가 시작되고 끝난 수천 년 동안 해양 온도와 해류의 변화가 탄소를 제거하고 대기 중으로 탄소를 복원하는 데 도움이 되었을 것입니다.

빠른 탄소 순환

탄소가 빠른 탄소 순환을 거치는 데 걸리는 시간은 일생으로 측정됩니다. 빠른 탄소 순환은 기본적으로 지구나 생물권의 생명체를 통한 탄소의 이동입니다. 매년 약 1,000~100,000백만 미터톤의 탄소가 빠른 탄소 순환을 거칩니다.

탄소는 복잡한 유기 분자의 끝없는 배열에서 원자당 최대 4개의 결합을 형성할 수 있는 능력 때문에 생물학에서 필수적인 역할을 합니다. 많은 유기 분자는 긴 사슬과 고리로 결합하여 다른 탄소 원자와 강한 결합을 형성한 탄소 원자를 포함합니다. 이러한 탄소 사슬과 고리는 살아있는 세포의 기초입니다. 예를 들어, DNA는 탄소 사슬 주위에 2개의 얽힌 분자로 구성되어 있습니다.

긴 탄소 사슬의 결합에는 많은 에너지가 포함되어 있습니다. 전류가 분리되면 저장된 에너지가 방출됩니다. 이 에너지는 탄소 분자를 모든 생명체를 위한 훌륭한 연료 공급원으로 만듭니다.

식물과 식물성 플랑크톤은 빠른 탄소 순환의 주요 구성 요소입니다. 식물성 플랑크톤(바다의 미세한 유기체)과 식물은 이산화탄소를 세포로 흡수하여 대기에서 이산화탄소를 흡수합니다. 태양 에너지를 사용하여 식물과 플랑크톤은 이산화탄소(CO2)와 물을 결합하여 설탕(CH2O)과 산소를 ​​형성합니다. 화학 반응은 이렇습니다.

CO2 + H2O + 에너지 = CH2O + O2

탄소가 식물에서 이동하여 대기로 되돌아가는 일이 발생할 수 있지만 모두 동일한 화학 반응을 수반합니다. 식물은 성장에 필요한 에너지를 얻기 위해 설탕을 분해합니다. 동물(사람 포함)은 식물이나 플랑크톤을 먹고 식물의 당분을 에너지로 분해합니다. 식물과 플랑크톤은 죽거나 썩거나(박테리아에게 먹힘) 불에 태워집니다. 모든 경우에 산소는 설탕과 결합하여 물, 이산화탄소 및 에너지를 방출합니다. 기본 화학 반응은 다음과 같습니다.

CH2O + O2 = CO2 + H2O + 에너지

네 가지 과정 모두에서 반응에서 방출된 이산화탄소는 대개 대기 중으로 끝납니다. 빠른 탄소 순환은 식물의 생명과 매우 밀접하게 연결되어 있어 이산화탄소가 대기 중에 떠다니는 것으로 생장기를 알 수 있습니다. 북반구 겨울에는 육상 식물이 거의 자라지 않고 많은 식물이 썩어가는 동안 대기 중 이산화탄소 농도가 증가합니다. 봄이 되면 식물이 다시 자라기 시작하면 농도가 떨어집니다. 지구가 숨쉬는 것과 같습니다.

탄소 순환의 변화

방해받지 않으면 빠르고 느린 탄소 순환이 대기, 육지, 식물 및 바다에서 비교적 일정한 탄소 농도를 유지합니다. 그러나 어떤 것이 한 저장소의 탄소 양을 변경하면 그 효과가 다른 저장소에 파급됩니다.

지구의 과거에는 기후 변화에 따라 탄소 순환이 변경되었습니다. 지구 궤도의 변화는 지구가 태양으로부터 받는 에너지의 양을 변경하고 지구의 현재 기후와 같은 빙하기와 따뜻한 기간의 주기를 이끕니다. (Milutin Milankovitch 참조) 빙하기는 북반구의 여름이 식고 지구에 얼음이 쌓이면서 탄소 순환이 느려지면서 발생했습니다. 한편, 더 낮은 온도와 증가된 식물성 플랑크톤 성장을 포함한 여러 요인이 해양이 대기에서 제거한 탄소의 양을 증가시켰을 수 있습니다. 대기 중 탄소의 감소는 추가 냉각을 유발했습니다. 마찬가지로 10,000년 전 마지막 빙하기가 끝날 때 대기 중 이산화탄소는 온도가 따뜻해짐에 따라 급격히 증가했습니다.

지구 궤도의 변화는 예측 가능한 주기로 끊임없이 일어나고 있습니다. 약 30,000년 후에 지구의 궤도는 북반구의 태양광을 마지막 빙하기에 이르게 한 수준으로 감소시킬 만큼 충분히 이동하게 될 것입니다.

오늘날 탄소 순환의 변화는 사람 때문에 일어나고 있습니다. 우리는 화석 연료를 태우고 삼림을 벌채하여 탄소 순환을 방해합니다.

삼림 벌채는 줄기, 줄기 및 잎(바이오매스)에 저장된 탄소를 방출합니다. 숲을 개간하면 자라면서 대기에서 탄소를 흡수할 식물이 제거됩니다. 산림을 탄소를 덜 저장하는 단일재배 및 목초지로 대체하려는 세계적인 추세가 있습니다. 우리는 또한 썩어가는 식물 물질에서 탄소를 대기 중으로 배출하는 토양을 노출합니다. 현재 인간은 토지 사용 변화를 통해 매년 10억 톤 미만의 탄소를 대기로 배출하고 있습니다.

인간의 간섭이 없다면 화석 연료의 탄소는 느린 탄소 순환에서 수백만 년에 걸친 화산 활동을 통해 천천히 대기 중으로 누출될 것입니다. 석탄, 석유 및 천연 가스를 태움으로써 프로세스를 가속화하여 매년 엄청난 양의 탄소(축적되는 데 수백만 년이 걸린 탄소)를 대기 중으로 방출합니다. 이렇게 함으로써 탄소를 느린 주기에서 빠른 주기로 이동시킵니다. 2009년 인간은 화석 연료를 태워 대기 중으로 약 84억 톤의 탄소를 방출했습니다.

산업 혁명이 시작된 이후로 사람들이 화석 연료를 태우기 시작하면서 대기 중 이산화탄소 농도는 약 280ppm에서 387ppm으로 39% 증가했습니다. 이것은 대기 중 분자 100만 개 중 387개가 현재 이산화탄소라는 것을 의미합니다. 이는 200만 년 만에 가장 높은 농도입니다. 메탄 농도는 1750년 715ppb에서 2005년 1,774ppb로 증가했으며, 이는 최소 650,000년 만에 가장 높은 농도입니다.

탄소 순환 변화의 효과

이미지: 탄소 순환 - NASA

여분의 탄소는 모두 어딘가로 가야합니다. 지금까지 육상 및 해양 식물은 대기 중 추가 탄소의 55%를 흡수한 반면 약 45%는 대기에 남아 있습니다. 결국 토양과 바다는 여분의 이산화탄소의 대부분을 흡수하지만 최대 20%는 수천 년 동안 대기에 남아 있을 수 있습니다.

대기의 과도한 탄소는 지구를 따뜻하게 하고 육상 식물이 더 크게 자라도록 돕습니다. 바다의 과도한 탄소는 물을 더 산성으로 만들어 해양 생물을 위험에 빠뜨립니다. "바다의 산성화: 지구의 심각한 문제" 기사에서 이 주제에 대해 자세히 알아보십시오.

대기

CO2는 지구의 온도를 조절하는 가장 중요한 기체이기 때문에 대기 중에 많은 양의 이산화탄소가 남아 있다는 것은 중요합니다. 이산화탄소, 메탄 및 할로겐화탄소는 지구에서 방출되는 적외선 에너지(열)를 포함하여 광범위한 에너지를 흡수한 다음 다시 방출하는 온실 가스입니다. 다시 방출된 에너지는 모든 방향으로 이동하지만 일부는 지구로 돌아와 표면을 가열합니다. 온실 가스가 없으면 지구는 -18°C에서 얼어붙을 것입니다. 많은 온실 가스가 있는 지구는 대기가 약 400°C의 온도를 유지하는 금성과 비슷합니다.

과학자들은 각 온실 가스가 흡수하는 에너지의 파장과 대기 중 가스 농도를 알고 있기 때문에 각 가스가 지구 온난화에 얼마나 기여하는지 계산할 수 있습니다. 이산화탄소는 지구 온실 효과의 약 20%를 유발합니다. 수증기는 약 50%를 차지합니다. 구름은 25%를 나타냅니다. 나머지는 작은 입자(에어로졸)와 메탄과 같은 더 작은 온실 가스에 의해 발생합니다.

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공기 중의 수증기 농도는 지구의 온도에 의해 제어됩니다. 따뜻한 온도는 바다에서 더 많은 물을 증발시키고, 기단을 팽창시키며, 더 큰 습도로 이어집니다. 냉각으로 인해 수증기가 응결되어 비, 진눈깨비 또는 눈이 됩니다.

반면에 이산화탄소는 물보다 더 넓은 범위의 대기 온도에서 기체로 남아 있습니다. 이산화탄소 분자는 수증기 농도를 유지하는 데 필요한 초기 가열을 제공합니다. 이산화탄소 농도가 떨어지면 지구는 냉각되고 일부 수증기는 대기에서 떨어지며 수증기로 인한 온실 난방은 떨어집니다. 마찬가지로, 이산화탄소 농도가 상승하면 공기 온도가 상승하고 더 많은 수증기가 대기 중으로 증발하여 온실 난방을 증폭시킵니다.

따라서 이산화탄소는 수증기보다 온실 효과에 덜 기여하지만 과학자들은 이산화탄소가 온도를 결정하는 가스라는 것을 발견했습니다. 이산화탄소는 대기 중 수증기의 양을 조절하고 따라서 온실 효과의 크기를 조절합니다.

증가하는 이산화탄소 농도는 이미 지구를 온난화시키고 있습니다. 온실 가스가 증가하는 동안 평균 지구 온도는 1880년 이후 섭씨 0.8도(화씨 1.4도) 상승했습니다.

이 온도의 증가는 현재 이산화탄소 농도를 기반으로 볼 수 있는 온난화의 전부가 아닙니다. 바다가 열을 흡수하기 때문에 온실 난방은 즉시 일어나지 않습니다. 이것은 대기에 이미 존재하는 이산화탄소 때문에 지구의 온도가 적어도 섭씨 0.6도(화씨 1도) 증가할 것임을 의미합니다. 그 이상으로 온도가 상승하는 정도는 미래에 인간이 대기 중으로 얼마나 더 많은 탄소를 방출하는지에 부분적으로 달려 있습니다.

대양

사람들이 대기로 내보내는 이산화탄소의 약 30%는 직접적인 화학 교환을 통해 바다로 확산됩니다. 바다에 이산화탄소를 녹이면 탄산이 생성되어 물의 산성도가 높아집니다. 또는 오히려 약간 알칼리성인 바다는 약간 덜 알칼리성입니다. 1750년 이후로, 바다 표면의 pH는 0.1로 떨어졌고, 이는 산도가 30% 변화했습니다.

해양 산성화는 두 가지 방식으로 해양 생물에 영향을 미칩니다. 첫째, 탄산은 물의 탄산 이온과 반응하여 중탄산염을 형성합니다. 그러나 이러한 동일한 탄산 이온은 산호와 같은 껍질을 만드는 동물이 탄산 칼슘 껍질을 만드는 데 필요한 것입니다. 사용 가능한 탄산염이 적기 때문에 동물은 껍질을 만드는 데 더 많은 에너지를 소비해야 합니다. 결과적으로 껍질은 더 얇아지고 깨지기 쉽습니다.

둘째, 산성인 물이 많을수록 탄산칼슘이 더 잘 용해됩니다.장기적으로 이 반응은 더 많은 산성 물이 더 많은 암석을 용해시키고 더 많은 탄산 이온을 방출하며 바다의 이산화탄소 흡수 능력을 증가시키기 때문에 바다가 과잉 이산화탄소를 흡수하도록 할 것입니다. 그러나 그 동안 더 산성인 물은 해양 생물의 탄산염 껍질을 용해시켜 움푹 들어가고 약하게 만듭니다.

온실 효과의 산물인 따뜻한 바다는 또한 차갑고 영양이 풍부한 물에서 가장 잘 자라는 식물성 플랑크톤의 양을 감소시킬 수 있습니다. 이것은 빠른 탄소 순환을 통해 대기에서 탄소를 추출하는 해양의 능력을 제한할 수 있습니다.

반면에 이산화탄소는 식물과 식물성 플랑크톤의 성장에 필수적입니다. 이산화탄소의 증가는 물에서 직접 이산화탄소를 취하는 소수의 식물 플랑크톤과 해양 식물(예: 해초)을 비옥하게 하여 성장을 증가시킬 수 있습니다. 그러나 대부분의 종은 증가된 이산화탄소 가용성으로 인해 도움을 받지 못합니다.

지구

육지의 식물은 인간이 대기 중으로 배출하는 이산화탄소의 약 25%를 흡수했습니다. 식물이 흡수하는 탄소의 양은 해마다 크게 다르지만 일반적으로 세계의 식물은 1960년대부터 이산화탄소를 흡수하는 양을 증가시켰고, 이 증가의 일부만 화석연료 배출의 직접적인 결과로 발생했습니다.

광합성에서 식물 물질로 전환할 수 있는 대기 중 이산화탄소가 더 많아지면서 식물이 더 크게 자랄 수 있었습니다. 이러한 성장의 증가는 탄소 비료로 알려져 있습니다. 모델은 대기 중 이산화탄소가 2배가 되면 식물이 12~76% 더 성장할 수 있다고 예측합니다. 물 부족과 같은 다른 요인이 성장을 제한하지 않는 한 말입니다. 그러나 과학자들은 식물이 성장하기 위해 이산화탄소보다 더 많은 양이 필요하기 때문에 실제 세계에서 얼마나 많은 이산화탄소가 식물 성장을 증가시키고 있는지 알지 못합니다.

식물은 또한 물, 햇빛, 영양분, 특히 질소가 필요합니다. 식물에 이 중 하나가 없으면 다른 필요가 아무리 풍부해도 자라지 않습니다. 탄소 식물이 대기에서 취할 수 있는 양에는 한계가 있으며 이 한계는 지역마다 다릅니다. 지금까지, 이산화탄소 시비는 식물이 이용 가능한 물 또는 질소의 양에 한계에 도달할 때까지 식물 성장을 증가시키는 것으로 보입니다.

탄소 흡수의 변화 중 일부는 토지 사용 결정의 결과입니다. 농업이 훨씬 더 집약적이어서 우리는 더 적은 땅에서 더 많은 식량을 재배할 수 있습니다. 고위도와 중위도에서는 버려진 땅이 숲으로 돌아가고 있으며, 이 숲은 작물보다 나무와 토양 모두에 훨씬 더 많은 탄소를 저장합니다. 많은 곳에서 우리는 화재를 진압하여 식물 탄소가 대기 중으로 들어가는 것을 방지합니다. 이렇게 하면 탄소를 저장하는 목질 재료가 쌓입니다. 이러한 모든 토지 사용 결정은 식물이 북반구에서 인간이 방출하는 탄소를 흡수하는 데 도움이 됩니다.

그러나 열대 지방에서는 종종 화재로 인해 숲이 개간되고 이로 인해 이산화탄소가 방출됩니다. 2008년에 삼림 벌채는 인간의 모든 이산화탄소 배출량의 약 12%를 차지했습니다.

지구 탄소 순환의 가장 큰 변화는 기후 변화로 인해 발생할 가능성이 높습니다. 이산화탄소는 온도를 상승시켜 생육 기간을 연장하고 습도를 높입니다. 두 가지 요인 모두 일부 추가 식물 성장으로 이어졌습니다. 그러나 따뜻한 온도는 식물에게도 스트레스를 줍니다. 성장기가 길고 따뜻해짐에 따라 식물은 생존하기 위해 더 많은 물이 필요합니다. 과학자들은 이미 북반구의 식물이 더운 온도와 물 부족으로 인해 여름에 성장이 느리다는 증거를 보고 있습니다.

건조하고 수분 스트레스를 받는 식물은 성장기가 길어지면 화재와 곤충에 더 취약합니다. 기온 상승이 가장 큰 영향을 미치는 극북 지역에서는 숲이 이미 더 많이 연소되기 시작하여 식물과 토양에서 대기 중으로 탄소를 방출합니다. 열대 우림은 또한 건조에 극도로 취약할 수 있습니다. 물이 적으면 열대 나무는 성장을 늦추고 탄소를 덜 흡수하거나 죽어서 저장된 탄소를 대기 중으로 방출합니다.

상승하는 온실 가스로 인한 온난화는 또한 토양을 "불타게"하여 일부 장소에서 탄소 배출 속도를 가속화할 수 있습니다. 이것은 얼어붙은 땅(영구 동토층)이 녹고 있는 극북 지역에서 특히 우려스럽습니다. 영구 동토층에는 추위가 부패를 늦추기 때문에 수천 년 동안 축적된 식물 물질의 풍부한 탄소 퇴적물이 포함되어 있습니다. 토양이 따뜻해지면 유기물이 부패하고 메탄과 이산화탄소 형태의 탄소가 대기로 들어갑니다.

현재 연구에 따르면 북반구의 영구 동토층에는 1조 6,720억 톤(페타그램)의 유기 탄소가 있습니다. 영구 동토층의 10%만 녹는다면 2100년에 온도를 섭씨 0.7도(화씨 1.3도) 올릴 수 있을 만큼 충분한 여분의 이산화탄소를 대기로 방출할 수 있습니다.

탄소 순환 연구

과학자들이 탄소 순환에 대해 아직 대답하지 못한 많은 질문은 탄소 순환이 어떻게 변화하고 있는지에 관한 것입니다. 현재 대기에는 최소 200만 년 만에 어느 때보다 더 많은 탄소가 포함되어 있습니다. 탄소가 사이클을 거치면서 사이클의 각 저장소가 변경됩니다.

이러한 변화는 어떻게 될까요? 기온이 오르고 기후가 변하면 식물은 어떻게 될까요? 그들이 반환하는 것보다 대기에서 더 많은 탄소를 제거합니까? 생산성이 떨어지나요? 영구 동토층이 대기에서 얼마나 많은 여분의 탄소를 녹이고 이것이 온난화를 얼마나 증폭시킬 것입니까? 해양 순환이나 온난화가 해양이 탄소를 흡수하는 속도를 변화시키는가? 해양 생물의 생산성이 떨어질까요? 바다는 얼마나 산성화되고 어떤 영향을 미칠까요?

이러한 질문에 답하는 NASA의 역할은 지구 위성 관측 및 관련 현장 관측을 제공하는 것입니다. 2011년 초까지 두 가지 유형의 위성 기기가 탄소 순환과 관련된 정보를 수집하고 있었습니다.

NASA의 Terra 및 Aqua 인공위성을 비행하는 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 장비는 탄소 식물의 양을 측정하고 식물 플랑크톤이 성장하면서 물질로 변하는 순 1차 생산성을 측정합니다. MODIS 센서는 또한 얼마나 많은 화재가 발생하고 어디에서 타는지 측정합니다.

두 개의 Landsat 위성은 해양 산호초, 육지에서 자라는 것과 육지 덮개가 어떻게 변하고 있는지에 대한 자세한 보기를 제공합니다. 도시의 성장이나 숲에서 농장으로의 변화를 볼 수 있습니다. 토지 사용이 모든 인간 탄소 배출량의 1/3을 차지하기 때문에 이 정보는 중요합니다.

미래의 NASA 위성은 이러한 관측을 계속할 것이며 대기, 높이 및 식생 구조에서 이산화탄소와 메탄도 측정할 것입니다.

이러한 모든 조치는 시간이 지남에 따라 지구 탄소 순환이 어떻게 변하고 있는지 보는 데 도움이 될 것입니다. 그것들은 우리가 탄소 순환에 미치는 영향을 평가하는 데 도움이 될 것입니다. 탄소를 대기로 방출하거나 다른 곳에 저장할 방법을 찾는 데 도움이 될 것입니다. 그들은 기후 변화가 탄소 순환을 어떻게 변화시키고 있으며 변화하는 순환이 기후를 어떻게 변화시키고 있는지 보여줄 것입니다.

그러나 우리 대부분은 탄소 순환의 변화를 보다 개인적인 방식으로 관찰할 것입니다. 우리에게 탄소 순환은 우리가 먹는 음식, 가정의 전기, 자동차의 가스, 머리 위의 날씨입니다. 우리는 탄소 순환의 일부이므로 우리가 사는 방식에 대한 결정은 순환을 통해 파급됩니다. 마찬가지로 탄소 순환의 변화는 우리가 사는 방식에 영향을 미칩니다. 우리 각자가 탄소 순환에서 우리의 역할을 이해하게 됨에 따라 지식을 통해 개인의 영향을 통제하고 주변 세계에서 우리가 보고 있는 변화를 이해할 수 있습니다.