为什么尽管目前所有的化石燃料都曾经存在于大气中，但全球变暖仍有可能失控?

Question

免责声明:这个问题不是关于气候变化或全球变暖，也不是试图否认人类造成的全球变暖。

全球变暖失控的概念描述了这样一种情况:气候进入了一个不可阻挡的正反馈循环，而这种情况通常被描述为在所有化石燃料耗尽之前发生。这个话题经常出现在关于化石燃料能维持多久的讨论中，并警告说，如果(或之前)所有的化石燃料都用光了，地球将无法居住。

然而，所有这些化石燃料都曾经以CO的形式存在于大气中₂在它们被植物吸收之前。为什么当时没有形成类似金星的环境，既然没有，为什么未来的结果会不同呢?

Answer 1

最大的碳储存库是岩石(沉积岩)，其储量可达千兆吨(Gt)。数百万年来，部分碳被火山释放到大气中。然而，大气中的碳含量仍然相当稳定，因为岩石和植物的化学侵蚀捕获了多余的碳，并将其放回地质储存库。化石燃料的储量约为4700亿吨，而大气中的碳含量仅为760亿吨。所以，如果我们慢慢地燃烧所有的化石燃料，比如说几千年，没有问题，植物和侵蚀会保持平衡。然而，如果我们迅速燃烧它，比如说在几个世纪内，温室效应会非常强烈，可以杀死许多植物生态系统并使海平面上升，从而减少暴露在化学风化下的岩石的表面积。这两种影响都会降低系统恢复平衡的能力，因此可能需要数千年的时间才能将所有的碳重新回到地质储层中，从而使温度恢复正常。像在金星上发生的那种极端的失控情况，不太可能发生在地球上，但我们真的不知道。如果温度达到海洋沸腾的程度，那么地球就有可能永远变得像金星一样。

Answer 2

“所有化石燃料”是一个灰色地带。大量的碳酸盐岩不能成为好的燃料。还有很多深层页岩可能被认为是化石燃料，它们不太可能被用完，因为它们太难开采了，尽管可以通过水力压裂法开采，其中一部分可以被利用。

此外，需要燃烧的化石燃料的数量(以及使用的速度)可能会导致全球变暖失控，这是不确定的，但可能是巨大的。也许比我们目前的预期消费率高出几个数量级。维基百科关于失控的温室说:

大约10亿年后，随着太阳亮度增加10%，地球表面温度将达到47°C(117°F)，导致地球温度迅速上升，海洋蒸发殆尽，直到成为类似今天金星的温室行星。

目前地球表面的平均温度约为16°C, 50年前约为15°C。即使是IPCC目前的最高预测也与47度的估计值相差甚远。虽然这些数字有一些不确定性，但至少有一个很好的机会，即失控的温室过渡点是我们无法达到的。

为什么全球变暖失控是可能的尽管现在所有的化石燃料都曾经存在于大气中？

地球曾经有更多的二氧化碳₂在几亿年前和数十亿年前的大气中，虽然大气的厚度有一些不确定，所以好的大气模型是不可能的，但很可能是CO₂几十亿年前的水平比今天高了几个数量级，但这不是一个太热的问题，因为太阳更小，更不明亮。

这张图表说明了这种转变是如何发生的，在地球的过去，人们实际上相信地球是这样发生的就像滚雪球一样在较长时间内，即使二氧化碳浓度较高₂。

也看到微弱的年轻太阳悖论。

还有其他因素。火山活动释放微粒和SO₂在大气层的高处反射阳光并使地球变冷，而地球在几亿年前甚至几亿年前可能还多火山。大型流星撞击，比如希克苏鲁伯撞击制造瞬间变暖接下来的几年重要的冷却是由被喷到高层大气中的灰尘和灰烬引起的。

当然，在后期的大轰炸中，有足够大的流星撞击，海洋蒸发了，地球被加热了，大气很热，充满了水蒸气和一氧化碳₂但这些都是短暂的地质时期。在这些巨大的撞击之后，被吹到大气中的灰尘和碎片导致了相当快的冷却。

过去的太阳太冷了，地球无法经历失控的温室效应，但在10亿年左右的时间里，这种情况有望改变。