كيف تعمل غازات الاحتباس الحراري في الواقع؟
يقع كوكب الأرض والقمر تقريبًا على نفس المسافة من الشمس لكن تصل درجات الحرارة على سطح القمر إلى مناخ لا يسمح للحياة من متوسط 18- درجة إلى درجات مميتة ، وتتمثل في 170- درجة خلال الليل القمري وحتى 100 درجة مئوية أثناء منتصف النهار القمري والذي يفوق كلا من الدرجات الأكثر برودة والأكثر حرارة المسجلة على سطح الأرض.
و في حين أن النهار والليل على القمر أطول ب 14 مرة من نظيرها في الأرض ، فدوران كوكبنا السريع نسبيًا ليس ما يحمينا من تلك الدرجات الحرارية المجنونة، ما يحمينا هو غلافنا الجوي.
في النهار، يكون بمثابة درع يصد أغلب الأشعة الضارة والمحملة بالطاقة من الشمس وحوالي ثلث الضوء المرئي الأقل كثافة ، في نفس الوقت يحبس الأشعة تحت الحمراء - كما تُعرف بالحرارة – المنبثقة من سطح الأرض المدفّأ بالشمس، وهذا يحمينا من التجمد في الليل.
 |
| تقوم الجسيمات المشحونة كهربائيًا بتمرير الموجات الكهرومغناطيسية ودفعها |
ولكي يتمكن الغلاف الجوي من امتصاص أي نوع من الإشعاع يحتاج أن يتوافر بعض من الجسيمات المشحونة كهربائيًا لتمرير الموجات الكهرومغناطيسية ودفعها، ومعظم غلافنا الجوي مكوّن من جزيئات غازية والتي لا تمتلك شحنة كهربائية، فجميعها تمتلك عدد متوازن من البروتونات الموجبة والإلكترونات السالبة. لكن بعضها يحتفظ بـ الإلكترونات السالبة أقرب إلى جانب واحد، والتي تقرضهم عدم اتزان الذي يجعلها تهتز ذهابًا وإيابًا حتى تمتص طاقة الأشعة تحت الحمراء القادمة.
على سبيل المثال، الماء والأوزون وأكسيد النيتروز غير متوازنين كهربائيًا لذا فهم يمتصون جميعًا الأشعة تحت الحمراء.
وهناك غازات مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان. على الورق، لا تبدو هذه الجزيئات غير متوازنة، فلا يفترض أن يكونوا قادرين على امتصاص أي حرارة مشعة.
لكن في الواقع، فإن جزيئات الغاز ليست ساكنة بل هي تتصادم ببعضها البعض مليارات المرات في الثانية، لتدفع ببعضها في اتجاهات مختلفة، وأيضًا إلى طرق مختلفة في الدوران والاهتزاز.
واتضح أن ثاني أكسيد الكربون والميثان يقضيان معظم وقتهما في الاهتزاز بطريقة غير متوازنة كهربائيًا مما يمكّنهما من امتصاص الأشعة تحت الحمراء والمساهمة في عزل كوكب الأرض. وعلى الرغم من أن العديد من أنواع الجزيئات تستطيع امتصاص الأشعة تحت الحمراء، لا يقدر الغالبية العظمى من الغلاف الجوي، لأنه يتكوّن من النيتروجين والأكسجين اللذين لا يمكن أن يصبحا غير متوازنين عند الاهتزاز، فهما متماثلان كثيرًا.
لكن على أي حال فالـ %1 غير متوازنة ماهرة في امتصاص الأشعة تحت الحمراء لدرجة أنها قابلة لإيقاف %90 من الحرارة الهاربة. تتعرض كل الأشعة المحبوسة للدفع حول الغلاف الجوي ، وغالبًا تنتهي بالرجوع إلى سطح الأرض مرة على الأقل قبل أن تخرج إلى الفضاء.
لسنا بحاجة إلى زيارة القمر أثناء ليل قمري قارص فقط لنعرف مدى أهمية لعبة تدافع الإشعاعات بالنسبة إلى الأرض. فسجلات الثلج من أبرد الأماكن مناخًا تُظهر أن أصغر إهتزاز طبيعي في ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي كافي لصناعة فرق واضح في درجة الحرارة. وتظهر أيضًا أن بالمقارنة مع الـ 800.000 عام الماضية، أصبحت تلك اللعبة أكثر صعوبة.
كيف يؤثر البشر على تأثير الاحتباس الحراري؟
تعمل الأنشطة البشرية على تغيير تأثير الاحتباس الحراري الطبيعي للأرض، ويؤدي حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط إلى زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
لاحظت وكالة ناسا زيادة في كمية ثاني أكسيد الكربون وبعض غازات الدفيئة الأخرى في غلافنا الجوي. يمكن أن يتسبب الكثير من غازات الدفيئة في احتباس المزيد والمزيد من الحرارة في الغلاف الجوي للأرض. وهذا يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الأرض.
ما الذي يقلل من تأثير الاحتباس الحراري على الأرض؟
تمامًا مثل الدفيئة الزجاجية ، فإن الدفيئة على الأرض مليئة أيضًا بالنباتات! يمكن أن تساعد النباتات في تحقيق التوازن بين تأثير الاحتباس الحراري على الأرض. تمتص جميع النباتات - من الأشجار العملاقة إلى العوالق النباتية الصغيرة في المحيط - ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين.
يمتص المحيط أيضًا الكثير من ثاني أكسيد الكربون الزائد في الهواء. لسوء الحظ ، تؤدي زيادة ثاني أكسيد الكربون في المحيط إلى تغيير الماء ، مما يجعله أكثر حمضية، وهذا يسمى تحمض المحيطات.
يمكن أن تكون المياه الحمضية ضارة للعديد من كائنات المحيط ، مثل بعض أنواع المحار والشعاب المرجانية، ويمكن أن يؤدي ارتفاع درجة حرارة المحيطات - من كثرة غازات الدفيئة في الغلاف الجوي - إلى الإضرار بهذه الكائنات الحية. تعتبر المياه الأكثر دفئًا سببًا رئيسيًا لتبيض المرجان.
أهم المصادر: