Una giornata nella vita della Terra: Understanding Human-Induced Climate Change

Inviato da DrJeff il 13 giugno 2009

Filed under 1.3. Guida con Jordi, 4. La Terra, 4.1. Ambiente e cambiamenti climatici, 4.2. Generale della Biosfera

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Questo post è una guida con Jordi.

Questo è crosspost a Huffington Post QUI.

Nota al lettore: clicca sul link nel testo per i dati reali. Questo non è un lavoro di finzione.

Dal Dr. James Hansen, direttore del NASA Goddard Institute for Space Studies riguardo a questo post

Comprensione pubblica del cambiamento climatico dipende da una comprensione delle scale di tempo. Goldstein [Dr. Jeff] fa un lavoro brillante di rendere chiara la rapidità dell'intervento umano effettuate nel sistema climatico, e la correlazione del riscaldamento globale, con la comparsa di tecnologie alimentate da combustibili fossili.

"Papà, quanto tempo è un miliardo di anni?"

Appena siamo arrivati in macchina questa mattina, e la fibbia, ho detto "così Jordi, Ho bisogno di aiuto. Ho bisogno di altro materiale per il blog "." Papà, che cosa si intende per 'materiale'? "" Questo è ciò che gli autori chiamano la roba che usano per creare storie ", ha detto papà.

E 'stata una bella mattina di sole, così ha iniziato a parlare ... il sole. Aveva un sacco di domande, da dove proviene, che cosa è la masterizzazione su di esso per fare in modo brillante, quanti anni ha, che cosa accadrà alla Terra quando si smette di bruciare? L'ultimo è stato particolarmente freddo. Gli ho chiesto se pensava che alla domanda "che cosa accadrà alla Terra quando il Sole muore?" È un sacco di ragazzi che qualcosa si potrebbe chiedere. Ha detto "yes!" Ho chiesto a chi pensava che fu la prima persona realmente capire. Lui non lo sapeva. Gli ho detto che ero io.

Quando ero studente grad a Penn, uno dei undergrads nella classe I è stato chiesto di insegnamento a questa domanda. Non sapevo che la risposta, così ho detto che mi piacerebbe scoprirlo. Ho provato ma non ho potuto. Nessuno aveva fatto prima. Così ho deciso di essere il primo. Non sapevo se potevo, e io non sapevo cosa avrei trovato, ma è stato incredibilmente eccitante, e che è la scienza. Ecco il risultato. (Ed era lontano dalla fine della storia.)

Jordi ha detto, "Hai fatto?" Ho guardato il suo volto sorpreso nello specchietto retrovisore e disse: "Sì, tuo papà." Poi disse, "that's sooo strano! That's sooo cool! Ho fatto una domanda che VOI capito! "Era molto orgoglioso. Mi sentivo così collegato a lui. (Vedremo più avanti se lui ha detto ai suoi amici.) E prometto che farò questa storia in un post sul blog, perché ora che stai aspettando il resto della storia.

Con il tempo siamo arrivati a scuola 20 minuti dopo, ho avuto valore di un mese di 'materiale' per la guida con Jordi (stay tuned). La conversazione è stata incredibile. A un certo punto, però, Jordi imbattuto in un muro concettuale, quando io parlavo di vita del Sole sono di 10 miliardi di anni, e che ora è a metà della sua vita. Ha detto: "Papà, quanto tempo è un miliardo di anni?", Motivo per cui ho scritto questo post.

In realtà è una questione così importante, e ho pensato per tutta la strada. E 'al centro di un problema chiave che ricorre nella didattica delle scienze, in quanto la stragrande maggioranza degli esseri umani veramente non capisco lunghezze di tempo che sono molto più a lungo le nostre vite. Non c'è da stupirsi che la gente non capisce come il riscaldamento globale dovuto all'intervento umano, e pare ragionevole interpretare i dati, come spiegato dalla variazione naturale dell'ambiente per tempi molto lunghi. Non c'è da stupirsi che la gente non capiscono i tempi di evoluzione delle specie.

Ecco ora un nuovo modo di vedere le cose. Grazie Jordi! Credo che ciò contribuirà a un sacco di gente a capire qualcosa che non ho mai capito prima.

L'uomo e il tempo

Noi esseri umani ora vivono in media circa 75 anni (nel mondo sviluppato, in Africa l'aspettativa di vita è spaventosamente bassa, 32-55). Darò per scontato che i 75 anni è l'aspettativa di vita di un essere umano in assenza di malattie devastanti come l'AIDS, e con la disponibilità alla medicina moderna.

Noi esseri umani, come anche di percepire il passare del tempo in unità di secondi, minuti, ore, giorni, settimane, mesi e anni. Abbiamo creato queste unità perché sono confortevoli, collegate ai ritmi del cielo e nei nostri corpi, e ciascuno è usato per dare un senso degli eventi, sia a breve e lungo termine. Ecco il punto critico per il resto della storia -

Uno dei nostri uomini media vede 75 anni x 365,25 giorni / anno =

27394 giorno nella loro vita

That's amazing. That's 27394 giorni di alzarsi la mattina, mangiare, lavorare, giocare, rilassarsi, e andare a letto. Metti questo modo, la lunghezza di un singolo giorno è assolutamente irrilevante rispetto a una vita umana. D'accordo? Buono.

A Really Cool Diary

Quindi diciamo che ho avuto questo diario davvero cool con una pagina per ogni giorno della nostra vita dell'uomo medio. È un libro unico, con 27.394 pagine. Potrei darla a voi alla nascita e vi chiedo di registrare la vostra vita di una pagina, un giorno alla volta (con qualche aiuto da un amico nel tuo primi anni e forse più tardi). Come ho già detto, un diario cool.

Una giornata nella vita della Terra

Diciamo che il pianeta Terra è questa creatura di grandi dimensioni cosmiche. Ha una durata prevista di circa 10 miliardi di anni, dalla sua nascita, con il sole quasi 5 miliardi di anni fa, al suo destino finale, quando il Sole è nel suo anno calante circa 5 miliardi di anni (No, non raccontare).

Terra ha, ovviamente, molto da dire, e lei ha tenuto un diario da quando è nata. Ma lei lo ha in quanto i volumi di troppo, dal momento che ogni non è venuto con molte pagine, e sono tutti vecchi e logori. Hey, penso che un nuovo diario è un regalo perfetto per lei! Darò uno dei miei diari really cool, con 27.394 pagine. relative to Earth's lifetime. I'll aiutarla a spostare tutte le sue pagine di diario vecchio in quello nuovo in modo che veramente il suo record di 10 miliardi anni di vita. Perché non chiamiamo ogni pagina un giorno GEOLOGIC (un Jeff Dr. made-up a lungo termine.) Ed ogni geologica Day è assolutamente irrilevante rispetto alla vita della Terra. Dopo tutto, la Terra ha 27.394 di essi.

Ogni giorno geologici, la Terra scriverà nel suo diario il viavai per quel giorno. Ecco il punto successivo importanti

Ogni una delle 27.394 pagine nel diario di Terra-ogni giorno-Geologic

365000 anno è lungo

tempo sufficiente per 14.600 generazioni umane

Come mai? Semplice: 10 miliardi anno diviso per 27.394.

Un minuto per processo.

Spero che questo ti dà una nuova prospettiva per campate di tempo per la Terra-chiamata tempo geologico-rispetto al periodo di tempo per la nostra vita fuggevole.

Così ho dare il mio amico la Terra uno dei miei diari cool. Le piace, la sua vita in un unico libro. Ho anche capita di essere molto vicino alla Terra, e lei è farmi guardare il suo diario. Così qui ci troviamo nel bel mezzo della sua vita e ha appena terminato il suo ingresso al giorno 13.697. Ha già scritto le prime 13.696 pagine (l'ho aiutata a trasferire le voci dal suo vecchio diario con Apple Time Capsule.) Qui è ora la sua pagina 13.697 --

Caro diario

Oggi, come sempre, ho intenzione di tenere un occhio vigile sulla mia superficie. Si tratta di una responsabilità importante essere un'oasi di vita in un vasto spazio. Sono molto consapevole del fatto che tutte le innumerevoli forme di vita che vivono su di me dipendono da un equilibrio molto delicato delle condizioni di superficie. Ogni giorno geologica, spero di poter evitare di asteroidi, comete, e vulcani super, tutti esempi di eventi catastrofici che hanno hanno sconvolto con la mia sfera della vita, la mia biosfera in passato.

Oggi è iniziato come abbastanza di routine con un sacco di cose nuove da vedere. Sto ancora guardando quelle creature bipedi che la prima volta circa 6 giorni geologica fa. Negli ultimi giorni, sembrava ci fossero poche specie diverse di loro. Ma alla fine oggi sono quasi certo che vi era una sola specie dominante sinistra. Sono affascinato con loro. Sono intelligenti. Fanno gli strumenti.

Bene, è ora di smettere di scrivere è solo sui prossimi Geologic Day. C'è solo 35 Secondi Geologic sinistra in questo (150 anni per noi esseri umani). Aspetta ... hai visto?! I livelli di biossido di carbonio nella mia giusta atmosfera a spillo! Questo semplicemente non può essere giusto! Tutto d'un tratto di biossido di carbonio è al livello più alto è stato di almeno 2 giorni Geologic (800.000 anni) ... forse anche 50 Geologic Day s (20 milioni di anni)!

Questo è grave. L'anidride carbonica potrebbe sembrare abbastanza innocente, la mia diversità della vita crea e lo utilizza. Ma il mio vicino di Venere ha una atmosfera che è del 96% di anidride carbonica, e mentre la sua superficie deve essere di circa 125 ° F (50 ° C) e la sua distanza dal Sole, la temperatura effettiva è di 880 ° F (470 ° C)-hot sufficiente a fondere il piombo. L'anidride carbonica è un gas che induce un effetto serra su un pianeta, con temperature superficiali elevate, e, nel caso di Venere, l'effetto è assolutamente estreme. Nel mio caso, la mia biosfera è in un delicato equilibrio, e anche se l'anidride carbonica è una traccia di gas, un sostanziale incremento percentuale può causare drammatici cambiamenti nell'ambiente.

IN UN quasi impercettibilmente piccola quantità di biossido di carbonio-TIME nel mio ambiente è salito alle stelle del 60% rispetto ai valori tipici. Il suo aumento è a dir poco, sorprendente. Ciò non è dovuto ai cicli naturali. Nessuna variazione naturale sarebbe accaduto così velocemente. Questa è la firma di un evento catastrofico. Alcuni scala mondiale, un evento molto breve, che dovrebbe essere ovvio. Ma non vedo alcun cratere ovvio, non super vulcano ... lasciatemi continuare a cercare.

Attendere. Che cosa succede ora?! — a very quick change — that looks very different than those natural temperature variations. La temperatura appena a spillo! Variazione della temperatura globale negli spettacoli recente passato "piccola età del ghiaccio" e le tendenze di riscaldamento, ma quello che sto vedendo ora è un SPIKE - un cambiamento molto rapido - che appare molto diverso da quelli naturali variazioni di temperatura. La temperatura globale è ormai chiaramente aumentando, e superiore a quella che è stata di recente (attualmente siamo esseri umani hanno la capacità di misurare lo negli ultimi 2.000 anni), ed è a spillo, allo stesso tempo come ha fatto il biossido di carbonio.

Questo è molto cattivo. Avvertimenti sono ora che arriva da tutto il mondo, in rapida diminuzione del ghiaccio marino, un rapido scioglimento dei ghiacciai. Ci deve essere una causa. È successo qualcosa. Qualcosa di diverso. Questo sembra l'inizio di un cambiamento irreversibile l'ambiente globale. Ho avuto modo di scoprire che cosa sta succedendo prima che sia troppo tardi per innumerevoli specie sulla mia superficie. Vorrei continuare a cercare e vedere se riesco a trovare qualcosa di grande che è successo in questo istante di tempo ... un trigger ... una cosa ovvia.

Attendere .... It's ... it's the bipedi! OH NO ... Sono dappertutto! La loro tecnologia è ovunque, solo negli ultimi 35 Seconds Geologic! E 'un'infestazione!

Hanno avuto modo di essere fermato. Sono dovuto essere intelligente ... forse no. Ma ho avuto modo di provare a ragionare con loro.

HEY YOU! Guardate i dati! Guardate i dati! Quick! Quick!

Cosa stai facendo! Fermare! Sei pazzo?! Credi che si può caricare la mia atmosfera con i livelli di emissioni dal tuo tecnologia in un istante accecante di tempo e non incide in me? Pensi che i miei sistemi sono in grado di lavare l'atmosfera che veloce? MY SISTEMI NON LAVORO PER CALENDARIO DI 35 SECONDI GEOLOGIC!

... Non abbastanza di loro sono in ascolto

Sono troppo occupato, troppo pre-occupata con se stessi ....

Essi non sembrano curarsi se sono un suicidio. Loro scelta. ... Ma non hanno il diritto di prendere innumerevoli altre forme di vita con loro. Ho avuto modo di mettere in una chiamata di emergenza per Interplanetary Pest Control, o ... domani sarà una giornata molto negativa.

(Nota al lettore: diffondere la parola sul cambiamento climatico. Direi che hai il dovere di diffondere la parola. Dovreste Tweet questo fino a livello planetario. E può essere indotta a lasciare un commento.)

Per gli insegnanti:

Si può davvero fare questo una dimostrazione potente visiva in classe. La vita della Terra registrati su 27.394 fogli di carta è una sfida per dimostrare. Ma se si possono prendere in prestito alcuni cartoni di carta Xerox, con ogni scatola contiene in genere 10 risme, allora ecco cosa farei. Ogni risma contiene 500 fogli. Così hai bisogno di 5 scatoloni interi (che ha 50 risme = 25.000 fogli) + 4 risme (altri 2.000 fogli) + 394 fogli.

Senza dire niente la classe di quello che si sta facendo, sono loro prendere le risme di caselle (senza aprirli) e li posò sul pavimento. Loro hanno aperto una risma di fogli di vedere come ci sono in esso. In effetti, sono loro contano i fogli della risma e prendere il 394 fogli di cui avete bisogno. Quindi:

• a piedi attraverso il concetto di un diario unico per una vita media dell'uomo: essi dovrebbero calcolare come pagine di diario molti avrebbero bisogno, se vi è una pagina al giorno, poi li hanno calcolare quanti fogli si trovano al piano-"Oh, il numero di giorni in una vita umana! WOW! Che un sacco di giorni per un essere umano! "

• lasciarli in su l'idea di dare questo diario sulla Terra, e assumendo una durata di 10 miliardi di anni, li hanno calcolare quanti anni di storia sono su ogni foglio-"365,000 anni! No way! "Poi li hanno calcolare il numero equivalente di generazioni umane su un foglio assumendo 25 anni per generazione (un tempo ragionevole dalla nascita di padre in figlio di nascita dei genitori) -" Lo si può giusto? 14.600 generazioni!? "

• re-organizzare la carta con la metà di esso su un lato del piano di rappresentare la storia della Terra che è già registrati, e l'altra metà dall'altro lato del piano che rappresentano la storia futura della Terra.

• quindi scegliere il singolo foglio di carta che rappresenta l'ultima 365000 anni di storia, in modo che su questo foglio, la voce finale diario è il presente. Porlo tra i due gruppi di carta che rappresenta la storia passata e futura della Terra.

Chiedere la classe a riflettere su questo foglio di carta, come un orologio di 24 ore. Quindi al momento 0:00:00, sei all'inizio del foglio, 365000 anni fa. Al momento 12:00:00 siete nel bel mezzo del foglio di 182500 anni fa. Al momento 24:00:00 siete nel momento presente, dove tutti capita di essere seduti in classe.

Chiedete loro di calcolare il tempo l'orologio in cui la civiltà umana ha cominciato (10.000 anni fa, la risposta: al momento 23:20:19), quando l'età industriale ha cominciato (l'età dei combustibili fossili; 150 anni fa, la risposta: al momento 23 : 59:25).

Sono loro guardare la crescita della popolazione mondiale osservando quello che è successo durante l'età dei combustibili fossili, il livello di anidride carbonica negli ultimi 650.000 anni, e la temperatura del mondo nel corso degli ultimi 2.000 anni. Quali sono i dati dicendo?

• far capire quanti fogli fa l'estinzione dei dinosauri avvenuta.

• provvedere alla loro storia geologica della Terra di ricerca, e capire che i fogli contenenti le tappe di altri o intervalli importante nella storia della Terra.

Questo dovrebbe essere mind blowing! Si tratta di una esperienza gli studenti saranno probabilmente ricorderanno per tutta la vita.

Nella foto: la Terra dalla sonda MESSENGER che volava dalla Terra del 2 agosto 2005. MESSENGER va in orbita attorno a Mercurio il 18 marzo 2011.

Immagine per gentile concessione della NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, e la Carnegie Institution di Washington.

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Permalink | 13 giugno 2009

5 Responses to "Una giornata nella vita della Terra: Understanding Human-Induced Climate Change"

Jeff Padgett Says:
1 Ottobre 2009 at 9:56 am
Vorrei sapere esattamente come agisce l'anidride carbonica come gas serra, anche se è presente solo in tracce. Si tratta di qualcosa circa la sua geometria molecolare o cosa? Io non sono un negazionista di riscaldamento globale, voglio solo capire come funziona il processo.
DrJeff Says:
6 Ottobre, 2009 at 9:59 am
Hi Jeff P. --
Il concetto di base è che l'energia sotto forma di flussi di luce solare visibile attraverso l'atmosfera terrestre e riscalda la superficie. Ecco un punto importante - tutti gli oggetti a temperature planetarie (come voi e me - e la superficie della Terra) sprigionano (irradiazione) un sapore diverso di luce chiamati luce infrarossa. Si sente spesso la gente si riferiscono a questo come le radiazioni di calore. Così la luce solare in energia assorbita dalla superficie terrestre è quindi re-irradiata come la luce a infrarossi. Se non fosse stato, avrebbe mantenuto la superficie di riscaldamento fino a temperature sempre più elevate, come la Terra sarebbe in grado di scaricare l'energia che riceve in continuazione la luce solare visibile. Ora ecco il problema - ci sono i gas nell'atmosfera che assorbono la luce infrarossa proveniente dalla superficie. Si tratta di una caratteristica delle molecole di questi gas. Questi sono i 'gas serra'. Che poi ri-irradiare l'energia infrarossa che hanno ricevuto, e un pezzo di che va ... torna a galla. L'effetto netto è che i gas a effetto serra rendono più difficile per la superficie della Terra di ri-irradiare nello spazio. Il risultato è un nuovo equilibrio si raggiunge in cui l'energia a terra = energia di cui nella parte superiore dell'atmosfera terrestre, ma la Terra prezzo che si paga è una temperatura superiore di superficie che se l'atmosfera con i suoi gas serra che non era presente. Vi è in realtà un effetto serra naturale, con la temperatura più elevata sulla superficie terrestre a causa dei gas naturali a effetto serra nell'atmosfera. La preoccupazione è anche l'effetto serra provocato dai gas serra gli esseri umani sono stati di pompaggio in atmosfera a partire dall'inizio della rivoluzione industriale. Fammi sapere se questo fornisce la conoscenza di base. So anche che si sollevano un sacco di domande, ad esempio: emissioni di CO2 perché non come un luogo di gas traccia un ruolo così grande? Come facciamo a sapere di CO2 è un gas ad effetto serra? Così ho voluto fornire un collegamento a una storia di comprensione scientifica del ruolo svolto CO2 nel riscaldamento globale. Ecco un American Institute of Physics pagina web si dovrebbe leggere: http://www.aip.org/history/climate/co2.htm
Dr. Heather Good Says:
22 ottobre 2009 at 10:09
Ho cercato di pensare a qualcosa che avessi mai visto 27.394 di un tempo, come non ho 50 risme di carta qui. Qualche anno fa il mio Girl Scouts hanno fatto un disco centesimo e abbiamo dovuto separare canadesi e statunitensi in penny le nostre donazioni e poi tirarli in tubi di $ .50.
Ci siamo seduti con una pila di 220 $ dollari in monetine, non proprio l'273,94 dollari necessari per l'esperimento, ma vicino. E 'richiesto due dozzine di ragazze più di due ore per ordinare and roll a tutti dopo la diffusione di questi strati profondi attraverso otto grandi tavoli. Abbiamo portato in circa 10 secchi e ogni secchio era molto pesante come 22.000 monetine pesa circa 66Kg. Abbiamo contato 440 rotoli da 50 centesimi a prendere in banca e abbiamo speso tutto in una emozionante avventura del campeggio. Un soldo - così irrilevante - ma 22.000 Days Geologic di loro? - Potente abbastanza da creare un mondo di divertimento per due dozzina di ragazze.
DrJeff Says:
23 Ottobre 2009 a 7:21 am
Hiya Heather! Questo è un meraviglioso esempio di come l'esperienza di apprendimento per questo post può essere ritoccata in altri modi potenti.
Ted Magnuson Says:
23 Ottobre, 2009 at 4:06 pm
Incredulità nella tossicità del biossido di carbonio è una cosa, ma considerare anche, come la popolazione dovrebbe raggiungere 7 miliardi al più presto. E 'stato solo 3 miliardi di euro nel 1960. A meno che qualcosa di drasticamente compassionevole e ampiamente supportato presto accade, ciò che la vita sulla terra è come per l'anno 2050. Possibile il sostegno terra 20 miliardi di persone. Parlare di cap and trade!