Tidligere hadde Keeling tatt lufttprøver i California gjennom døgnet og ble overrasket over at CO2-konsentrasjonen viste døgnvariasjon, økte om natten og sank om dagen. Keeling-kurven var det første beviset på de gigantiske naturlige svingningene i CO2-konsenetrasjon som skyldes fotosyntese og cellerespirasjon, men også hvordan karbonsyklus blir påvirket av menneskelig aktivitet med utslipp av CO2 fra brenning av fossilt karbon. Vulkansk aktivitet bidrar til utslipp av CO2.
Keelingkurven Datasett fra Pieter Tans, NOAA/GML og Ralph Keeling. Økt mengde CO2 i atmosfæren sammen med økning av drivhusgassene metan, lystgass (N2O) og vanndamp i atmosfæren gir klimaendringer med økt temperatur på Jordkloden med store konsekvenser.
De sykliske årstidsvariasjonene i CO2-konsentrasjonen skyldes vegetasjonssyklus og har topp i konsentrasjon april og lavest i august grunnet vegetasjonssyklus. Når våren kommer gjør fotosyntesen på land og i vann på den nordlige halvkulen hvor plantene og algene tar opp CO2 fra april til august. Om vinteren er det cellerespirasjon og antropogene CO2-utslipp som dominerer. Konsentrasjonen av CO2 i atmosfæren har økt fra 277 ppm i førindustriell tid i 1750 til globalt gjennomsnitt ca. 412 ppm i 2020.
Detalj fra Keeling-kurven som viser effekten av fotosyntesen i vekstsesongen på den nordlige halvkule hvor CO2-konsentrasjonen synker grunnet assimilasjon og reduksjon av CO2 i Calvin-syklus i planter og alger. Datasett fra Pieter Tans, NOAA/GML og Ralph Keeling
Keelingkurven er det viktigste og mest synlige beviset hva som skjer I den globale karbonsyklus og resultatet av den menneskelige aktiviteten. Kurven viser konsentrasjon av CO2, men den er resultat av store flukser av CO2. En fluks vil si hvor mye CO2 som passerer per arealenhet og tidsenhet. Når Keeling-kurven stiger skyldes det endringer i CO2-fluksene i biosfæren, atmosfæren og hydrosfæren.
Hovedårsaken il økningen i CO2-konsentrasjonen i atmosfæren bruk av fossilt brennstoff økt kontinuerlig 1950 fra. Kull brent i kullkraftverk og gass i gasskraftverk, olje raffinert til bensin og diesel brukt i de globale transportprosessene på land, hav og i luft. I tillegg kommer CO2 fra avskoging, grøfting av myrområder, skogbranner, brenning av biomasse, CO2 fra sement- og gjødselfabrikker, CO2 fra aluminiumsverk, kobberverk, ferrosilisiumindustri og stålverk, og CO2 fra endret arealbruk. Arealer hvor det tidligere var skog og planter blir nedbygget av boliger, hytter, veier, og industri. Når skog hogges går det mange år før det skjer netto opptak av CO2 i fotosyntesen. Grunnen er at skogbunnen er det store mengder organisk materiale som først blir omsatt til CO2 av cellerespirasjon av bakterier, sopp og jordfaunaen. Bekker, elver og sjøer mottar organisk materiale i form av brunfarget humus og detritus fra vegetasjonen omkring dem, og mengden har økt med økende plantevekst, nedbør og avsetning av nitrogen og svovel. Humus og partikulært organisk nitrogen blir omsatt til CO2 i sedimentene i vann og hav. Brunfarget vann gir redusert mengde lys til å drive fotosyntese. Pigmenter i vannet kan i tillegg gi fotodynamisk produksjon av singlett oksygen.
Antropogene utslipp kommer på toppen av den naturlige globale karbonsyklus mellom reservoar i atmosfæren og den limniske, marine og terrestre biosfæren.
Keelingkurven starter ikke ved 0 på Y-aksen
Legg merke til at Keeling-kurven ikke starter ved 0 ppm CO2, men vanligvis ved ca. 280 ppm CO2 som var konsentrasjonen før den industrielle revolusjonen. Hadde den startet ved 0 ppm CO2 ville det ikke vært noe liv på Jorden. Alt liv på Jorden er nbygget opp fra CO2 som gir karbonet som inngår i alle organiske molekyler. Kurven får derved et bratt utseende. Man antar at hvis CO2-konsentrasjonen i atmosfæren hadde sunket under c. 150-200 ppm CO2 ville flere former av liv fått vanskeligheter. Dette anslaget baserer seg på at C3-plantene som utgjør størstedelen av planter på Jorden har grunnet fotorespirasjon et CO2-kompensasjonspunkt på ca. 100 ppm CO2 skyldes oksygenaseaktiviteten til det CO2-assimilerende enzymet rubisko. C4-plantene som bruker en oppkonsentreringsmekanisme for CO2 via enzymet fosfoenolpyuvat karboksylase har et cO2-kompensasjonspunkt på ca 5 ppm CO2 C4-platene er tropiske savner, men utgjør en liten del av vegetasjonen. Imidlertid hvis konsentrasjonen av CO2 i atmosfæren hadde sunket under 100 pm CO2 ville dette ha gitt C4-plantene en fordel hvis alle de andre vekstfaktorene også var tilstede.
Litteratur
Wikipedia