I metodi utilizzati per studiare la composizione dell'atmosfera nel passato.
Presentazione di Alice b. virineia g. elena s. mariam a.
Start
Introduzione
In questa presentazione esporremo le varie modalità con cui viene studiata la composizione dell'atmosfera nel passato. Studiare come era composta l'atmosfera terrestre nel passato è una domanda centrale per comprendere l'evoluzione del clima e l'interazione tra processi naturali e attività umane. Poichè non esistevano strumenti meteorologici nei tempi antichi, gli scienziati non potevano misurare direttamente gas e temperature antiche. Per rimediare a questa difficoltà, la paleoclimatologia ( studio dei climi antichi) utilizza indicatori indiretti, detti proxy ( un proxy è una " prova indiretta" che ci permette di ricostruzione informazioni sul passato, anche se non possiamo misurare direttamente) che conservano nella loro struttura informazioni dell'atmosfera e sul clima del passato.
Next
i metodi utilizzati sono:
Dendroclimatologia
Carote di ghiaccio
Modellazione geochimica
Micrometeoriti fossili
Analisi di sedimenti e rocce
Approcci storici
Next
le scoperte dei metodi
Questi metodi non sono nati tutti insime, ma sono il risultato del lavoro di scienziati diversi, in epoche diverse, spesso in campi differenti in geologia, chimica, biologia e climatologia.
Claude Lorius e Willie Dansgaard
Dana Royer
Cesare Emiliani
Robert Berner e James Lovelock
Ernst Friedrich Glocker
Donald Canfield , Mark Thiemens e Heinrich Holland
Next
Grazie dell'attenzione!
Arevadze Mariam, Brandoli Alice, Gangu Virineia e Sambrotta Elena
La dendroclimatologia
La dendroclimatologia è il ramo della paleoclimatologia che utilizza gli anelli di accrescimento degli alberi per ricostruire le variazioni climatiche passate. Analizzando la larghezza e la densità degli anelli, formati annualmente, è possibile ottenere dati precisi su temperature e precipitazioni, estendendo le analisi fino a migliaia di anni fa. Ad esempio, se un anello è più spesso indica che le condizioni di crescita erano favorevoli, mentre se è più piccolo e sottile indica che le condizioni erano avverse.
Cosa ricaviamo dalla dendroclimatologia?
La dendroclimatologia ci da informazioni sul cambio di temperature o pioggie nei tempi passati, ma ci da anche informazioni sull'attuale risposta degli alberi al cambiamento climatico. vengono studiati i campioni di alberi vivi, morti o legno in contesti archeologici come travi, per poter avere delle cronologie più lunghe.
I micrometeoriti fossili
Sono delle particelle che provengono principalmente da asteroidi e comete che, quando entrano nell'atmosfera terrestre ad altissima velocità, si riscaldano fino a 2000 °C. Il calore fonde la superficie della particella, trasformandola in una gocciolina fusa. Durante il raffreddamento si modella in una sferula prima che tocchi il suolo. Nel corso di millenni, i materiali originali vengono gradualmente sostituiti da minerali presenti nel sedimento, ma In alcuni casi, minerali resistenti all'interno della sferula mantengono la loro composizione originaria, permettendo di risalire all'asteroide madre. la struttura interna e la forma esterna originaria però restano uguali
Estrazione e informazioni che forniscono
I ricercatori sciolgono grandi quantità di roccia sedimentaria antica usando acidi, lasciando solo ciò che è più resistente, poi le sferule vengono identificate usando microscopi elettronici a scansione, che evidenziano la tipica texture superficiale e la forma sferica.
Le micrometeoriti fossili più antiche rivelano il livello di ossigeno e la composizione dell'atmosfera terrestre del passato grazie al loro grado di ossidazione.inoltre, Aiutano a capire la quantità e il tipo di polvere cosmica arrivata sulla Terra nel corso di miliardi di anni.
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Le carote di ghiaccio
Le carote di ghiaccio sono grandi pilastri di ghiaccio che si formano col passare del tempo a causa delle nevicate frequenti nelle zone di ghicciai e calotte polari, e compattandosi, intrappolano al loro interno bolle d'aria contenenti particelle atmosferiche. Queste permettono agli scienziati di ricostruire temperature, composizione atmosferica e attività vulcanica fino a oltre 1 milione di anni fa.
Come funzionano:
Le carote di ghiaccio vengono estratte con delle trivelle e portate in laboratorio, poi studiate in stanze a temperature sotto zero per non far sciogliere il ghiaccio, esaminando gli isotopi di ossigeno e idrogeno e i gas all'interno delle bolle d'aria, determinando le temperature e la quantità di gas serra del passato. Il quale aiuta a comprendere i cicli glaciali, l'evoluzione della nostra atmosfera nel tempo e a prevedere i cambiamenti futuri
La modellazione geochimica
La modellazione geochimica è uno strumento fondamentale per ricostruire la composizione e l'evoluzione dell'atmosfera terrestre nel passato, basandosi sull'analisi di archivi geologici . Questi modelli numerici simulano i cicli biogeochimici degli elementi (come gli elementi si muovono e ragiscono nelle sfere terrestri) per comprendere come l'atmosfera si sia trasformata nel corso di miliardi di anni.
Come funziona?
I ricercatori analizzano rocce antiche, inclusioni fluide nei cristalli o bolle d'aria intrappolate nei ghiacci per determinare le concentrazioni di gas in epoche passate, creando dei modelli. I modelli creano scenari e simulazioni basati sulle leggi fisiche e chimiche che regolano lo scambio di elementi tra l'interno della Terra, gli oceani, la biosfera e l'atmosfera. Si studia, ad esempio, come l'ossidazione del ferro nelle rocce antiche indichi una bassa presenza di ossigeno atmosferico o come i depositi di carbonio indichino variazioni di CO2Nel complessivo, quindi, La modellazione geochimica non solo ricostruisce il passato, ma aiuta a mettere in prospettiva i cambiamenti climatici attuali, fornendo un contesto storico sui cicli dei gas serra.
Analisi di rocce e sedimenti:
L'analisi di rocce e sedimenti antichi è una delle tecniche fondamentali della paleoclimatologia e della geochimica per ricostruire la composizione dell'atmosfera terrestre nel passato, spesso a milioni o miliardi di anni di distanza cercando degli indicatori: caratteristiche fisiche, chimiche o biologiche dei sedimenti che dipendevano dalle condizioni atmosferiche al momento della loro formazione.
Estrazione e preparazione:
L' estrazione avviene in tre semplici passi, cioè:
- prelievo di campioni: come per le carote di ghiaccio, avvengono delle estrazioni dal terreno, prendendo le rocce
- Preparazione: le rocce vengono preparate per le analisi, lavandole, essiccandole e, se si tratta di rocce cementate, dividendole in sezioni sottili
- Descrizione: viene fatta un analisi generale sulla composizione della roccia.
Da qui in poi avvengono varie analisi.
I sedimenti fungono da archivio storico dell'inquinamento, raccogliendo materiali da terre emerse e attività umane, influenzando gli organismi bentonici e la catena alimentare. da qui possiamo capire meglio cosa influenza le rocce e il sottosuolo.
Gli approcci storici
Gli approcci storici sono
metodologie storiografiche utilizzate per analizzare il passato, basate sulla selezione critica delle fonti . Il metodo storico comporta la definizione dell'oggetto di studio, la ricerca delle fonti, la ricostruzione e l'interpretazione dei fatti. Per ricostruire la composizione dell’atmosfera nel passato, gli scienziati usano una serie di metodi indiretti (proxy), perché ovviamente non esistono misurazioni dirette antiche.
questo metodo si affida molto di più alla testimonianza umana, infatti Per gli ultimi 1000-2000 anni, l'uomo ha lasciato testimonianze scritte che descrivono il tempo atmosferico.
Diari e Cronache con Descrizioni di inverni rigidi, estati siccitose, inondazioni, date della vendemmia o fioriture.
Registri di Mercato e Amministrativi coi Prezzi del grano, date di inizio della vendemmia o mietitura (che dipendono strettamente dal clima), arrivando addirittura a seguire Osservazioni fatte da studiosi prima dell'invenzione dei termometri o barometri precisi e Date documentate di eventi biologici (es. la fioritura dei ciliegi in Giappone registrata per oltre 1000 anni).
Glaciologia e studio del ghiaccio
Claude Lorius nacque nel 1932 in Francia. Fin da giovane si interessò alla glaciologia e partecipò a spedizioni scientifiche in Antartide. Il suo lavoro è stato fondamentale per comprendere i cambiamenti climatici del passato. Willi Dansgaard nacque nel 1922 in Danimarca. Era un fisico e paleoclimatologo. Introdusse l'uso degli isotopi dell'ossigeno presenti nel ghiaccio per ricostruire le temperature del passato. Grazie alle sue analisi delle carote di ghiaccio della Groenlandia scoprì che il clima terrestre ha subito cambiamenti molto rapidi nel corso della storia
Hanno lavorato entrambi sulle carote di ghiaccio. studiavano il ghiaccio di Antartide e Groenlandia, analizzavano le bolle d'aria intrappolate, usavano gli isotopo dell'ossigeno per capire la temperatura del passato e hanno dimostrato che il clima può cambiare rapidamente.
Paleoclimatologia marina e sedimenti
Cesare Emiliani nacque nel 1922 in Italia. Fu un micropaleontologo e lavorò negli Stati Uniti. Studiava i sedimenti marini e i microfossili chiamati foraminiferi. Analizzando gli isotopi dell'ossigeno dei loro gusci riuscì a ricostruire le glaciazioni e le variazioni climatiche degli ultimi milioni di anni.
Studiava i sedimenti marini, analizzava i foraminiferi, usava isotopi dell'ossigeno nei gusci fossili e ricostruiva le glaciazioni e il clima antico
Geologia e mineralogia
Ernest Friedrich Glocker fu un geologo e mineralogista tedesco dell'ottocento. Il suo lavoro si concentrò soprattutto sulla classificazione dei minerali e delle rocce.
Nel XIX secolo la geologia era ancora in fase di sviluppo, e Glocker contribuì a oganizzare e sistemare le conoscenze sui materiali della crosta terrestre. Studiando rocce e minerali, aiutò a cstruire le basi della geologia moderna
Geochimica e atmosfera primitiva
Donald Canfield è un geochimico statunitense. Ha studiato l'evoluzione dell'ossigeno nell'atmosfera e negli oceani primitivi.Mark Thiemens è un chimico statunitense. Studiò gli isotopi dello zolfo presenti delle rocce antiche.Scoprì anomalie isotopiche che dimostrarono che l'atmosfera primitiva era priva di ossigeno. Heinrich Holland nacque nel 1922 in Germania. Fu un geochimico che studiò rocce antiche e paleosuoliche.
Hanno lavorato tutti nella geochimica. Studiavano isotopi chimici (zolfo, carbone, ossigeno), annalizzavano rocce antiche e paleosuoli, cercavano di capire quando l'ossigeno è comparso nell'atmosfera e hanno studiato la Grande ossidazione ( circa 2,4 miliardi di anni fa)
Modelli e sistema terra
Robert Berner nacque nel 1935 negli Stati Uniti. Era un geochimico specializzato nel ciclo del carbone. Creò il modello GEOCARB, che permette di stimare la concentrazione di CO2 negli ultimi 500 milioni di anni.James Lovelock nacque nel 1919 nel Regno Unito. Era un chimico, inventore e scienziato ambientale. Lavorò in diversi ambiti scientifici, ma divenne famoso soprattutto per aver proposto negli anni '70 la Ipotesi di Gaia.
Hanno studiato l'atmosfera in modo più teorico e globale. Berner sviluppò modelli matematici per la CO2, Lovelock propose che la terra funzioni come un sistema autoregolato (Iptesi di Gaia), entrambi collegavano atmosfera, oceani, rocce e vita.
Paleobotanica
Dana Royer è un paleobotanico statunitense contemporaneo. Ha stuadiato le foglie fossili per capire come varia la densità degli stomi in relazione alla quantità di CO2 nell'atmosfera. Il suo lavoro ha permesso di stimare i livelli di anidride carbonica in epoche molto antiche .
Ha studiato le foglie fossili. Analizzava la densità degli stomi e stimava la CO2 atmosferica del passato.
I metodi utilizzati per studiare la composizione dell'atmosfera nel passato.
lavoro scienze
Created on February 14, 2026
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I metodi utilizzati per studiare la composizione dell'atmosfera nel passato.
Presentazione di Alice b. virineia g. elena s. mariam a.
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Introduzione
In questa presentazione esporremo le varie modalità con cui viene studiata la composizione dell'atmosfera nel passato. Studiare come era composta l'atmosfera terrestre nel passato è una domanda centrale per comprendere l'evoluzione del clima e l'interazione tra processi naturali e attività umane. Poichè non esistevano strumenti meteorologici nei tempi antichi, gli scienziati non potevano misurare direttamente gas e temperature antiche. Per rimediare a questa difficoltà, la paleoclimatologia ( studio dei climi antichi) utilizza indicatori indiretti, detti proxy ( un proxy è una " prova indiretta" che ci permette di ricostruzione informazioni sul passato, anche se non possiamo misurare direttamente) che conservano nella loro struttura informazioni dell'atmosfera e sul clima del passato.
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i metodi utilizzati sono:
Dendroclimatologia
Carote di ghiaccio
Modellazione geochimica
Micrometeoriti fossili
Analisi di sedimenti e rocce
Approcci storici
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le scoperte dei metodi
Questi metodi non sono nati tutti insime, ma sono il risultato del lavoro di scienziati diversi, in epoche diverse, spesso in campi differenti in geologia, chimica, biologia e climatologia.
Claude Lorius e Willie Dansgaard
Dana Royer
Cesare Emiliani
Robert Berner e James Lovelock
Ernst Friedrich Glocker
Donald Canfield , Mark Thiemens e Heinrich Holland
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Grazie dell'attenzione!
Arevadze Mariam, Brandoli Alice, Gangu Virineia e Sambrotta Elena
La dendroclimatologia
La dendroclimatologia è il ramo della paleoclimatologia che utilizza gli anelli di accrescimento degli alberi per ricostruire le variazioni climatiche passate. Analizzando la larghezza e la densità degli anelli, formati annualmente, è possibile ottenere dati precisi su temperature e precipitazioni, estendendo le analisi fino a migliaia di anni fa. Ad esempio, se un anello è più spesso indica che le condizioni di crescita erano favorevoli, mentre se è più piccolo e sottile indica che le condizioni erano avverse.
Cosa ricaviamo dalla dendroclimatologia?
La dendroclimatologia ci da informazioni sul cambio di temperature o pioggie nei tempi passati, ma ci da anche informazioni sull'attuale risposta degli alberi al cambiamento climatico. vengono studiati i campioni di alberi vivi, morti o legno in contesti archeologici come travi, per poter avere delle cronologie più lunghe.
I micrometeoriti fossili
Sono delle particelle che provengono principalmente da asteroidi e comete che, quando entrano nell'atmosfera terrestre ad altissima velocità, si riscaldano fino a 2000 °C. Il calore fonde la superficie della particella, trasformandola in una gocciolina fusa. Durante il raffreddamento si modella in una sferula prima che tocchi il suolo. Nel corso di millenni, i materiali originali vengono gradualmente sostituiti da minerali presenti nel sedimento, ma In alcuni casi, minerali resistenti all'interno della sferula mantengono la loro composizione originaria, permettendo di risalire all'asteroide madre. la struttura interna e la forma esterna originaria però restano uguali
Estrazione e informazioni che forniscono
I ricercatori sciolgono grandi quantità di roccia sedimentaria antica usando acidi, lasciando solo ciò che è più resistente, poi le sferule vengono identificate usando microscopi elettronici a scansione, che evidenziano la tipica texture superficiale e la forma sferica. Le micrometeoriti fossili più antiche rivelano il livello di ossigeno e la composizione dell'atmosfera terrestre del passato grazie al loro grado di ossidazione.inoltre, Aiutano a capire la quantità e il tipo di polvere cosmica arrivata sulla Terra nel corso di miliardi di anni.
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Le carote di ghiaccio
Le carote di ghiaccio sono grandi pilastri di ghiaccio che si formano col passare del tempo a causa delle nevicate frequenti nelle zone di ghicciai e calotte polari, e compattandosi, intrappolano al loro interno bolle d'aria contenenti particelle atmosferiche. Queste permettono agli scienziati di ricostruire temperature, composizione atmosferica e attività vulcanica fino a oltre 1 milione di anni fa.
Come funzionano:
Le carote di ghiaccio vengono estratte con delle trivelle e portate in laboratorio, poi studiate in stanze a temperature sotto zero per non far sciogliere il ghiaccio, esaminando gli isotopi di ossigeno e idrogeno e i gas all'interno delle bolle d'aria, determinando le temperature e la quantità di gas serra del passato. Il quale aiuta a comprendere i cicli glaciali, l'evoluzione della nostra atmosfera nel tempo e a prevedere i cambiamenti futuri
La modellazione geochimica
La modellazione geochimica è uno strumento fondamentale per ricostruire la composizione e l'evoluzione dell'atmosfera terrestre nel passato, basandosi sull'analisi di archivi geologici . Questi modelli numerici simulano i cicli biogeochimici degli elementi (come gli elementi si muovono e ragiscono nelle sfere terrestri) per comprendere come l'atmosfera si sia trasformata nel corso di miliardi di anni.
Come funziona?
I ricercatori analizzano rocce antiche, inclusioni fluide nei cristalli o bolle d'aria intrappolate nei ghiacci per determinare le concentrazioni di gas in epoche passate, creando dei modelli. I modelli creano scenari e simulazioni basati sulle leggi fisiche e chimiche che regolano lo scambio di elementi tra l'interno della Terra, gli oceani, la biosfera e l'atmosfera. Si studia, ad esempio, come l'ossidazione del ferro nelle rocce antiche indichi una bassa presenza di ossigeno atmosferico o come i depositi di carbonio indichino variazioni di CO2Nel complessivo, quindi, La modellazione geochimica non solo ricostruisce il passato, ma aiuta a mettere in prospettiva i cambiamenti climatici attuali, fornendo un contesto storico sui cicli dei gas serra.
Analisi di rocce e sedimenti:
L'analisi di rocce e sedimenti antichi è una delle tecniche fondamentali della paleoclimatologia e della geochimica per ricostruire la composizione dell'atmosfera terrestre nel passato, spesso a milioni o miliardi di anni di distanza cercando degli indicatori: caratteristiche fisiche, chimiche o biologiche dei sedimenti che dipendevano dalle condizioni atmosferiche al momento della loro formazione.
Estrazione e preparazione:
L' estrazione avviene in tre semplici passi, cioè:
- prelievo di campioni: come per le carote di ghiaccio, avvengono delle estrazioni dal terreno, prendendo le rocce
- Preparazione: le rocce vengono preparate per le analisi, lavandole, essiccandole e, se si tratta di rocce cementate, dividendole in sezioni sottili
- Descrizione: viene fatta un analisi generale sulla composizione della roccia.
Da qui in poi avvengono varie analisi.I sedimenti fungono da archivio storico dell'inquinamento, raccogliendo materiali da terre emerse e attività umane, influenzando gli organismi bentonici e la catena alimentare. da qui possiamo capire meglio cosa influenza le rocce e il sottosuolo.
Gli approcci storici
Gli approcci storici sono metodologie storiografiche utilizzate per analizzare il passato, basate sulla selezione critica delle fonti . Il metodo storico comporta la definizione dell'oggetto di studio, la ricerca delle fonti, la ricostruzione e l'interpretazione dei fatti. Per ricostruire la composizione dell’atmosfera nel passato, gli scienziati usano una serie di metodi indiretti (proxy), perché ovviamente non esistono misurazioni dirette antiche.
questo metodo si affida molto di più alla testimonianza umana, infatti Per gli ultimi 1000-2000 anni, l'uomo ha lasciato testimonianze scritte che descrivono il tempo atmosferico. Diari e Cronache con Descrizioni di inverni rigidi, estati siccitose, inondazioni, date della vendemmia o fioriture. Registri di Mercato e Amministrativi coi Prezzi del grano, date di inizio della vendemmia o mietitura (che dipendono strettamente dal clima), arrivando addirittura a seguire Osservazioni fatte da studiosi prima dell'invenzione dei termometri o barometri precisi e Date documentate di eventi biologici (es. la fioritura dei ciliegi in Giappone registrata per oltre 1000 anni).
Glaciologia e studio del ghiaccio
Claude Lorius nacque nel 1932 in Francia. Fin da giovane si interessò alla glaciologia e partecipò a spedizioni scientifiche in Antartide. Il suo lavoro è stato fondamentale per comprendere i cambiamenti climatici del passato. Willi Dansgaard nacque nel 1922 in Danimarca. Era un fisico e paleoclimatologo. Introdusse l'uso degli isotopi dell'ossigeno presenti nel ghiaccio per ricostruire le temperature del passato. Grazie alle sue analisi delle carote di ghiaccio della Groenlandia scoprì che il clima terrestre ha subito cambiamenti molto rapidi nel corso della storia
Hanno lavorato entrambi sulle carote di ghiaccio. studiavano il ghiaccio di Antartide e Groenlandia, analizzavano le bolle d'aria intrappolate, usavano gli isotopo dell'ossigeno per capire la temperatura del passato e hanno dimostrato che il clima può cambiare rapidamente.
Paleoclimatologia marina e sedimenti
Cesare Emiliani nacque nel 1922 in Italia. Fu un micropaleontologo e lavorò negli Stati Uniti. Studiava i sedimenti marini e i microfossili chiamati foraminiferi. Analizzando gli isotopi dell'ossigeno dei loro gusci riuscì a ricostruire le glaciazioni e le variazioni climatiche degli ultimi milioni di anni.
Studiava i sedimenti marini, analizzava i foraminiferi, usava isotopi dell'ossigeno nei gusci fossili e ricostruiva le glaciazioni e il clima antico
Geologia e mineralogia
Ernest Friedrich Glocker fu un geologo e mineralogista tedesco dell'ottocento. Il suo lavoro si concentrò soprattutto sulla classificazione dei minerali e delle rocce.
Nel XIX secolo la geologia era ancora in fase di sviluppo, e Glocker contribuì a oganizzare e sistemare le conoscenze sui materiali della crosta terrestre. Studiando rocce e minerali, aiutò a cstruire le basi della geologia moderna
Geochimica e atmosfera primitiva
Donald Canfield è un geochimico statunitense. Ha studiato l'evoluzione dell'ossigeno nell'atmosfera e negli oceani primitivi.Mark Thiemens è un chimico statunitense. Studiò gli isotopi dello zolfo presenti delle rocce antiche.Scoprì anomalie isotopiche che dimostrarono che l'atmosfera primitiva era priva di ossigeno. Heinrich Holland nacque nel 1922 in Germania. Fu un geochimico che studiò rocce antiche e paleosuoliche.
Hanno lavorato tutti nella geochimica. Studiavano isotopi chimici (zolfo, carbone, ossigeno), annalizzavano rocce antiche e paleosuoli, cercavano di capire quando l'ossigeno è comparso nell'atmosfera e hanno studiato la Grande ossidazione ( circa 2,4 miliardi di anni fa)
Modelli e sistema terra
Robert Berner nacque nel 1935 negli Stati Uniti. Era un geochimico specializzato nel ciclo del carbone. Creò il modello GEOCARB, che permette di stimare la concentrazione di CO2 negli ultimi 500 milioni di anni.James Lovelock nacque nel 1919 nel Regno Unito. Era un chimico, inventore e scienziato ambientale. Lavorò in diversi ambiti scientifici, ma divenne famoso soprattutto per aver proposto negli anni '70 la Ipotesi di Gaia.
Hanno studiato l'atmosfera in modo più teorico e globale. Berner sviluppò modelli matematici per la CO2, Lovelock propose che la terra funzioni come un sistema autoregolato (Iptesi di Gaia), entrambi collegavano atmosfera, oceani, rocce e vita.
Paleobotanica
Dana Royer è un paleobotanico statunitense contemporaneo. Ha stuadiato le foglie fossili per capire come varia la densità degli stomi in relazione alla quantità di CO2 nell'atmosfera. Il suo lavoro ha permesso di stimare i livelli di anidride carbonica in epoche molto antiche .
Ha studiato le foglie fossili. Analizzava la densità degli stomi e stimava la CO2 atmosferica del passato.