當美國人在1970年4月22日慶祝第一個地球日時，這個星球的氣氛明顯不同於今天。近50年前，科學家們測量了地球的二氧化碳含量 - 這是地球上最重要的溫室氣體 - 約為百萬分之325，即ppm。
現在，差不多五十年後，這個數字已經上升到大約412 ppm，接近90 ppm。大氣研究人員，地質學家和氣候科學家在至少 80萬年中稱之為無與倫比的變化，儘管數百萬年來二氧化碳水平可能還不高。
德克薩斯大學奧斯汀分校的古氣候學家丹·布里克說：“自地球第一個地球日以來，二氧化碳增加的速度在地質記錄中是前所未有的。”
科羅拉多大學博爾德分校大氣與海洋科學系副教授Kris Karnauskas表示：“ 無論你如何看待它，都是前所未有的。”
拉斯維加斯內華達大學的氣候科學家Matthew Lachniet補充說：“ 上一次二氧化碳濃度如此之高，海平面比現在高出許多英尺。” 這是地球上較為溫暖的地質時期，稱為上新世，大約在250萬至500萬年前。在地球的冰蓋融入大海後，Lachniet指出，地球的海洋高出約30英尺。
研究所報告說，二氧化碳濃度現已超過414 ppm。由於設備故障，本月早些時候更新被推遲。
今天的二氧化碳水平是多麼前所未有？
布法羅大學的古氣候學家Jason Briner解釋說，在過去的一百萬年裡，地球的二氧化碳水平肯定會波動，但它們自然會在180到280 ppm之間波動。
但是在2019年的地球日，我們“現在已超過”甚至是自然二氧化碳波動的最高上限約130 ppm。簡而言之，這不正常。特別是在過去的49年裡，自第一個地球日以來。
“Dang，”Briner說。“49年來87 ppm。”
二氧化碳排放率並不是很高 - 它正在加速蒸汽
在20世紀70年代，在第一個地球日之後，二氧化碳水平每年上升約1ppm。但Karnauskas表示，近年來，這一比率平均上升至2 ppm以上。在過去的80萬年中，這一比率是聞所未聞的（科學家直接證明了地球的二氧化碳水平從80萬年前開始被困在古冰中的氣泡。）
以前二氧化碳水平的上升只是更為漸進的事件。“過去的氣候變化相形見絀，”Karnauskas說。
地球無法跟上這些變化
我們正在向地球的天空注入大量的二氧化碳。
通常，地球可以處理這種過量的碳。在更長的時間內，行星將碳吸收到海洋和岩石地面。但今天這些變化發生得太快了。這個星球不能消耗二氧化碳的洪水。
Breecker解釋說，當二氧化碳釋放速度快，就像現在一樣，這種碳被海洋吞噬。今天，大約31％的人類產生的二氧化碳被吸收到海洋中。但是以如此快的速度（特別是自第一個地球日以來），海洋表面只能同時吸收如此多的二氧化碳，而其餘的則停留在空氣中並加熱地球。
當地球有更多的時間來應對二氧化碳的增加 - 比如大約數十萬年 - 這種碳也被儲存在岩石中，這是一個眾所周知的過程，稱為“硅酸鹽風化”。
自2005年左右以來，二氧化碳濃度上升
但是今天，這些緩慢移動的自然過程沒有時間來處理歷史上高溫室氣體排放。二氧化碳排放量增長過快。
“二氧化碳排放率非常重要，”Breecker說。“它會影響排放到大氣中的二氧化碳量，從而導致變暖。”
我們要去哪兒？
如果沒有本世紀削減碳排放的重大而雄心勃勃的努力，毫無疑問，我們將打破500 ppm。
在“一切照舊”的情景中，這意味著排放繼續不受限制，人類將會看到一些令人髮指的碳數，這預示著未來的大幅變暖。“如果我們保持一切照舊，我們可以相對容易地在未來達到700 ppm，”Lachniet說。
在這種高碳排放情景下，預計本世紀全球平均氣溫將上升至4.7至8.6華氏度 - 這取決於地球對這些前所未有的二氧化碳水平的敏感程度。
紅線表示高碳排放情景。
Karnauskas指出，即使社會減少排放量 - 儘管不是按照歷史性的巴黎協議要求削減雄心勃勃的排放量 - 但到本世紀末，我們仍有望達到625 ppm。在第一個地球日，這比二氧化碳水平增加了190％。
雖然美國的政治領導層仍然在積極地促進有關氣候科學的錯誤信息，但聯合國（UN）已經明確表示，社會必須徹底脫碳，以使未來免受氣候變化的最壞後果。“未來幾年可能是我們歷史上最重要的一年，”環境科學家，聯合國最新氣候報告的主要作者黛布拉羅伯茨在一份聲明中說。
然而，隨著412 ppm的增加，我們已經陷入了未來的大幅變暖之中。“地球將來會繼續變暖幾個世紀，”Lachniet說。“趕上地球需要一段時間才能趕上來。”
更多的熱量將帶來更嚴重的乾旱和極端的天氣。但限制地球的碳負荷 - 比如低於500 ppm - 對今天的兒童和人類的超越將是一個福音。
“我們今天做出或未做出的決定將在1000年後對氣候產生影響，”Lachniet說。
現在看看2019年的地球日，自1970年以來二氧化碳增加的趨勢和程度並不是好兆頭。
“可怕的時代，”布里納說。
