在过去的几百万年里，地球大气中有几个时期的高二氧化碳水平和高温。你能解释一下是什么造成了这些时期，难道在那些时期没有燃烧化石燃料或其他人类排放二氧化碳的来源吗?
燃烧化石燃料或植物是向空气中排放二氧化碳的一种方式——这是我们非常擅长的事情。人类每年产生近400亿吨二氧化碳，大部分是通过燃烧化石燃料产生的。
二氧化碳会在空气中停留几个世纪到几千年，随着时间的推移不断积聚。大约300年前，自从我们开始有系统地使用煤和石油作为燃料以来，空气中的二氧化碳含量增加了近一半。
除了我们增加的排放，空气中的二氧化碳浓度作为自然碳循环的一部分，由空气、海洋和生物圈(地球上的生命)之间的交换驱动，并最终受到地质过程的影响。
二氧化碳的自然变化
每年，植物在春季和夏季生长，在秋季和冬季死亡，二氧化碳浓度会略有上升和下降。这个季节的涨落时间与北半球的季节有关，因为地球上大部分的陆地表面都在北半球。
海洋在碳循环中也发挥着积极的作用，在几个月的变化中减缓了几个世纪的变化。海水在空气和海水的交换中直接吸收二氧化碳。微小的海洋植物利用二氧化碳进行光合作用，许多微小的海洋生物利用碳化合物制造外壳。当这些海洋微生物死亡并沉入海底时，它们会带走碳。
总的来说，生物圈(陆地和土壤中的生态系统)和海洋正在吸收大约一半的人类排放的二氧化碳，这减缓了气候变化的速度。但随着气候继续变化，海洋进一步变暖，生物圈和海洋是否会继续吸收这么大比例的排放还不清楚。随着水变暖，它吸收二氧化碳的能力下降，随着气候变化，许多生态系统变得紧张，光合作用二氧化碳的能力下降。
地球深层的气候历史
在几十万年到数百万年的时间尺度上，空气中二氧化碳的浓度变化很大，全球气候也是如此。
这种长期的碳循环涉及到地球表面本身的形成和衰变:构造板块的活动，山脉的建立和风化，长期的火山活动，以及活跃的海洋中部断层上新的海底的出现。
地壳中储存的大部分碳都是以石灰石的形式存在的，这些石灰石是数百万年前沉入海底的海洋生物的碳基外壳所形成的。
当火山爆发时，二氧化碳被添加到空气中，当岩石和山脉风化和磨损时，二氧化碳被从空气中带走。这些过程通常需要数百万年才能从大气中增加或减少二氧化碳。
在今天，火山只增加了少量的二氧化碳到空气中，大约是目前人类活动贡献的1%。但在过去的一些时期，火山活动要大得多，向空气中排放了大量的二氧化碳。
例如，大约2.5亿年前，长时间的火山活动使大气中的二氧化碳水平急剧上升。这些都是大规模的火山喷发，持续了大约200万年，并导致了大规模的物种灭绝。
在最近的地质时期，也就是过去的5000万年里，二氧化碳水平总体上一直在逐渐下降，气候也一直在变冷，有起伏。在200万至300万年前，一旦二氧化碳浓度足够低(约300ppm)，当前的冰期周期就开始了，但我们的排放造成的变暖幅度大于自然降温趋势。
虽然地球的气候在过去发生了显著的变化，但它发生在地质时间尺度上。我们燃烧的石油和煤炭中的碳代表着数亿年前植被吸收的二氧化碳，然后经过数千年的地质过程沉积下来。我们在几个世纪内烧掉了相当一部分。
如果本世纪人类排放的二氧化碳继续增加，我们可能会达到数千万年来从未见过的水平，那时地球的气候要暖和得多，海平面要高得多，而且没有冰原。
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