Canvi Climàtic: Causes i Impactes

Efectes dels Volcans en el Clima

Les erupcions volcàniques exerceixen un doble efecte sobre el clima en funció dels productes emesos i l'altura assolida per aquests:

• Descens de la temperatura: Si s'injecta en l'atmosfera una gran quantitat de pols o abundant SO2. El SO2 reacciona amb el H2O atmosfèric i dona lloc a unes espesses boires constituïdes per H2SO4 que actuen com a pantalla solar. El descens de les temperatures serà més perceptible i durarà més com més altitud assoleixin les emissions de cendra i gasos (més permanència en l'atmosfera i tarda més en desaparèixer i dipositar-se sobre la superfície terrestre en les precipitacions).
• Augment de la temperatura: Per augment de l'efecte hivernacle com a conseqüència de les emissions de CO2. No és evident fins que no desapareix el primer, però dura més que el primer.

Variacions de la Radiació Solar Incident

La radiació solar incident ha patit variacions periòdiques i graduals importants al llarg del temps.

Variacions Periòdiques

Són unes variacions cícliques de la temperatura terrestre que s'atribueixen als cicles astronòmics de Milankivitch, que afectaran tant la quantitat d'energia solar que arriba a la Terra com la part de la seva superfície que la rep. Aquests cicles es deuen a tres factors:

• L'excentricitat de l'òrbita terrestre: La trajectòria de la Terra al voltant del Sol varia de més circular a més el·líptica, al llarg de 100.000 anys.
• La inclinació de l'eix (obliqüitat): Al llarg de 41.000 anys varia l'angle d'inclinació de l'eix de rotació respecte a la perpendicular al pla de translació de 23º. Això determina les diferències entre la durada del dia i la nit, i la durada de les estacions.
• La posició en el periheli (precessió): Punt de l'òrbita terrestre més pròxim al Sol; l'afeli és el punt més allunyat. La posició del periheli varia al llarg de 25.800 anys. En l'actualitat, la Terra està en el periheli a l'hivern de l'hemisferi nord; per contra, durant l'estiu de l'esmentat hemisferi, la Terra es troba en l'afeli.

Variacions Graduals

La nostra estrella no ha emès sempre la mateixa quantitat d'energia, segons l'entropia (a mesura que es va degradant l'energia, es va desprenent més calor). La temperatura de la Terra abans de la vida era un 30% menor que l'actual.

Influència de la Biosfera en el Clima

La biosfera terrestre rebaixa els CO2 atmosfèrics i, per tant, redueix la temperatura. Al començament de la Terra, la concentració de CO2 era molt elevada, això implica l'existència d'un efecte hivernacle molt alt capaç de mantenir la temperatura mitjana, malgrat que el Sol emetia una menor quantitat d'energia. Ara el Sol és més calent per la reducció dels nivells de CO2 atmosfèric ocasionada per l'aparició dels primers organismes fotosintètics (els cianobacteris), que utilitzen el CO2 atmosfèric en l'elaboració de matèria orgànica.

El mecanisme de la fotosíntesi provoca els canvis en la composició de l'atmosfera i en el clima:

• Reducció dels nivells de diòxid de carboni en l'atmosfera: La reducció de l'efecte hivernacle suposa un mecanisme d'ajustament d'un sistema Terra, contribueix a refredar el planeta a mesura que el Sol irradia més calor.
• Biomassa: És la quantitat de matèria orgànica que constitueix els éssers vius. Com que està formada per molècules constituïdes per carboni, és una forma d'emmagatzemar el CO2, el qual roman tancat fins que la matèria orgànica es descompon i el CO2 torna de nou a l'atmosfera.

Hi ha altres magatzems de CO2: els combustibles fòssils, formats a partir de la biomassa soterrada, que passen per reaccions per formar el combustible. Amb la respiració, els éssers vius fan les reaccions oposades a la formació del combustible, tornen a l'atmosfera el CO2.

• Aparició de l'oxigen atmosfèric: El poder reductor en la fotosíntesi s'obté amb la ruptura de la molècula d'aigua per l'acció de la llum solar, s'allibera l'oxigen. L'O2 romandria a l'H2O i reaccionaria amb el Fe i el S, constituint òxids que formaren dipòsits de Fe sedimentari. En saturar-se aquest mecanisme, l'O2 alliberat a la fotosíntesi va començar a difondre's cap a l'atmosfera i la seva concentració va anar augmentant fins a assolir el 21% de la composició atmosfèrica actual. L'abundància d'O2 va possibilitzar l'aparició d'organismes aeròbics.
• Formació de la capa d'ozó: L'abundància d'O2 en l'atmosfera va permetre la formació de l'O3, capa protectora dels raigs ultraviolats. En estar protegits, els organismes vius poden expandir-se sobre els continents.
• Augment del nitrogen atmosfèric: Amb les reaccions metabòliques dels éssers vius, fins a assolir el 78% actual.