كيف يؤثر الميثان على ظاهرة الاحتباس الحراري؟

الميثان (CH4)، وهو غاز طبيعي، هو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي وأحد الغازات الدفيئة القوية (GHG). وباعتباره أحد غازات الدفيئة، فإن السؤال الآن هو: كيف يؤثر الميثان الاحتباس الحرارى؟

عند تسربها إلى الغلاف الجوي، تعمل الغازات الدفيئة كغطاء عازل للأرض، حيث تمتص الطاقة وتبطئ معدل خروج الحرارة من الكوكب. وفي حالة الميثان، يتم امتصاص هذه الطاقة بشكل جيد للغاية.

تحدث هذه العملية، التي يشار إليها بظاهرة الاحتباس الحراري، بشكل طبيعي، وبدونها، سينخفض ​​متوسط ​​درجة حرارة كوكبنا إلى ما دون درجة التجمد.

ومع ذلك، مع زيادة انبعاثات الغازات الدفيئة على مدى القرون القليلة الماضية، أصبح تأثير الدفيئة أقوى باستمرار، مما ساهم في ارتفاع درجة حرارة كوكبنا بمعدل يعتبره الكثيرون مثيرا للقلق.

ما هو الميثان؟

الميثان (CH₄) هو الهيدروكربون الذي هو المكون الأساسي لل غاز طبيعي. وهو غاز عديم الرائحة ويفتقر إلى اللون وقابل للاشتعال بشدة. يوجد الميثان في الطبيعة وكمنتج ثانوي للنشاط البشري المفرط، وهو بمثابة العضو الأساسي في سلسلة الهيدروكربونات من سلسلة البارافين، المعروفة باسم الألكانات.

يعد الميثان ثاني أكثر الغازات الدفيئة البشرية المنشأ وفرة بعد ثاني أكسيد الكربون (CO2)، وهو ما يمثل حوالي 16 في المائة من الانبعاثات العالمية. الميثان أخف من الهواء ويمكن أن يحترق بسهولة عند انتشاره في الغلاف الجوي، لأنه غير قابل للذوبان بشكل كبير في الماء.

في حين يمكن اعتبار الميثان ألكانًا مستقرًا، إلا أنه يمكن أن يكون متفجرًا بشكل خطير بالنظر إلى الخصائص الحالية للهواء المحيط، مما يعني أن الميثان يمكن أن يتسبب بالفعل في عدة انفجارات في مناطق مثل مناجم الفحم ومناجم الفحم.

يولد الميثان، باعتباره أحد الغازات الدفيئة (GHG)، وجودًا في الغلاف الجوي يؤثر على درجة حرارة الأرض والنظام المناخي. ينبعث الميثان من مجموعة متنوعة من المصادر الطبيعية والبشرية المنشأ.

على مدى القرنين الماضيين، تضاعفت تركيزات غاز الميثان في الغلاف الجوي، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الأنشطة البشرية. ولأن الميثان يعتبر من الغازات الدفيئة القوية وقصير الأجل مقارنة بثاني أكسيد الكربون، فإن تحقيق تخفيضات كبيرة سيكون له تأثير سريع وهام على احتمالات ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي.

يعد الميثان عمومًا منتجًا ثانويًا للعمليات الصناعية التي ينبعث منها. تسعى مناجم الفحم، على سبيل المثال، إلى تنفيس غاز الميثان من أعمال المناجم لأنه يمكن أن يسبب انفجارات. تاريخياً، لم تنظر شركات التعدين إلى الميثان المرتبط به باعتباره مصدراً للطاقة في حد ذاته.

كيف يؤثر الميثان على ظاهرة الاحتباس الحراري?

والميثان، وهو غاز طبيعي موجود في الغلاف الجوي، عندما يمتزج مع النشاط الصناعي، يمكن أن يصبح خطرا ومضرا بالكائنات الحية، وخاصة الإنسان.

الميثان هو المساهم الرئيسي في غازات الدفيئة المنبعثة في الغلاف الجوي. الغازات الدفيئة، والمعروفة أيضًا باسم غازات الدفيئة، هي المواد التي تثير الحرارة لتحتجز في الغلاف الجوي للأرض وتؤدي في النهاية إلى رفع درجات حرارة السطح العالمية.

من الأسهل التفكير في الغازات الدفيئة مثل البطانيات التي تُستخدم لتدفئة الأرض. من المؤكد أن بطانية واحدة لن تسبب الكثير من الضرر - ولكن تخيل أنك مقمط في عشرين بطانية - ستشعر بالدفء قليلاً. هذا هو بالضبط ما تشعر به الأرض الآن بسبب الانبعاثات المفرطة للغازات الدفيئة، والتي تؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري.

كما ذكرنا سابقًا، يعد الميثان أحد الغازات العديدة التي تعمل كنوع من الغطاء بين الأرض والستراتوسفير. ومن خلال احتجاز الطاقة من أشعة الشمس، فإنها تحتفظ بالحرارة وتدفئ الجو المحيط بها.

وهذا لا يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة العالمية فحسب، بل يساهم أيضًا في أحداث تغير المناخ مثل ذوبان القمم الجليدية القطبية وارتفاع مستويات سطح البحر، بالإضافة إلى الأعراض الملحوظة بشكل مباشر مثل الأحداث المناخية المتطرفة الأكثر تواتراً والأكثر شدة.

ومن ثم، يعتبر الميثان من الغازات الدفيئة لأنه يساهم أيضًا في ظاهرة الاحتباس الحراري وارتفاع درجة حرارة الكوكب.

بالإضافة إلى ذلك، يتفاعل الميثان أيضًا مع جذور الهيدروكسيل المختلفة، والتي تعمل بمثابة شكل من أشكال "منظف الغسيل"، لتنظيف بقية الملوثات الموجودة في الغلاف الجوي. يقوم الميثان في نهاية المطاف بتدمير جذور الهيدروكسيل هذه، مما يترك الغلاف الجوي عرضة لمزيد من المواد المستنفدة للأوزون.

بهذه الطريقة، من الأفضل التفكير في الميثان كمبيد حشري، حيث يمنع الميثان الهواء النظيف بطريقة مشابهة لكيفية منع هذه الحشرات من الحصول على محصول مثمر.

يعد الميثان أيضًا جزءًا من تكوين الأوزون على مستوى الأرض، وهو غاز آخر يمكن أن يضر حياة الإنسان على الرغم من أن هذه المواد لا تنبعث أبدًا بشكل مباشر في الغلاف الجوي.

يتم إنتاج الأوزون على مستوى الأرض عندما يتم خلط مواد كيميائية ومركبات مختلفة، غالبًا كنتيجة مباشرة للتلوث الناجم عن المركبات التي تعمل بالبنزين أو النشاط الناتج عن المحطات النووية.

وبالاشتراك مع الشمس، يمكن للميثان أن يثير المزيد من الأوزون على مستوى الأرض: وهو ما يضر بالنظم البيئية الهشة والغابات والمحاصيل نظرا لطبيعتها التي تظل منخفضة في الهواء.

قد ينظر الكثيرون إلى غاز الميثان على أنه أمر مبتذل، نظرًا لوجوده في الطبيعة، لكن الغاز الطبيعي لم يشكل تهديدًا أكبر من أي وقت مضى.

في الواقع، وفقا لتقييم عالمي للميثان أجراه برنامج الأمم المتحدة للبيئة، هناك الآن أكثر من ضعف كمية الميثان في الغلاف الجوي عما كانت عليه قبل عصر الإنتاج الصناعي المفرط، مع ارتفاع حاد في كمية الميثان. في الهواء بعد الثمانينات.

ما هي المصادر الثلاثة الأولى لانبعاثات الميثان؟

للميثان مجموعة متنوعة من المصادر والاستخدامات المختلفة في عالمنا. ومع ذلك، فإن الزيادة الحادة في النشاط البشري خلال القرنين الماضيين أدت إلى ارتفاع تركيزات غاز الميثان في غلافنا الجوي بمعدل ينذر بالخطر.

كشفت الأساليب الحديثة لرصد غاز الميثان أن كمية الميثان الموجودة في بيئتنا اليوم تعادل ضعفين ونصف تقريبًا عما كانت عليه قبل الثورة الصناعية.

وهذا أمر مثير للقلق بشكل خاص بالنظر إلى مكانة الميثان باعتباره أحد غازات الدفيئة القوية للغاية. في حين أن ثاني أكسيد الكربون قد يتصدر العناوين الرئيسية عندما يتعلق الأمر بذلك القضايا البيئية، ولا ينبغي الاستهانة بدور الميثان في المساهمة في ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ.

لقد تضاعفت مستويات الميثان خلال الـ 150 عامًا الماضية. ويرجع ذلك إلى الأنشطة البشرية مثل استخدام الوقود الأحفوري والزراعة المكثفة. قبل الثورة الصناعية، حافظت المصارف الطبيعية على مستويات غاز الميثان في نطاق آمن.

وأشار تقرير حديث للأمم المتحدة إلى أن العالم يسير على الطريق الصحيح نحو ارتفاع درجات الحرارة إلى أكثر من درجتين مئويتين، وهو أعلى بكثير مما اتفقت عليه البلدان في اتفاق باريس. تتزايد الظواهر الجوية المتطرفة مثل موجات الحر والعواصف المطيرة، مما يؤدي إلى الدمار في جميع أنحاء العالم، دون استثناء أي بلد.

هناك مصادر طبيعية وبشرية لانبعاثات غاز الميثان. وتشمل المصادر الطبيعية الرئيسية الأراضي الرطبة والنمل الأبيض والمحيطات. المصادر الطبيعية تنتج 36% من انبعاثات غاز الميثان. وتشمل المصادر البشرية مدافن النفايات والزراعة.

لكن المصدر الأكثر أهمية هو إنتاج ونقل واستخدام الوقود الأحفوري. وتنتج المصادر المرتبطة بالبشر غالبية انبعاثات غاز الميثان، وهو ما يمثل 64% من الإجمالي.

كشف التقييم العالمي للميثان (GMA) الذي أجراه الجهد المشترك لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة وتحالف المناخ والهواء النظيف أن غاز الميثان الناتج عن الأنشطة البشرية يمثل 64% من إجمالي انبعاثات الميثان، ويأتي 90% منه من ثلاثة مصادر رئيسية: الزراعة (40). %)، والوقود الأحفوري (35%)، ومدافن النفايات، والنفايات الصلبة، ومياه الصرف الصحي (20%).  

• زراعة
• صناعة الوقود الأحفوري
• مدافن النفايات والنفايات الصلبة ومياه الصرف الصحي

1. زراعة

تُعَد الزراعة إلى حد بعيد أكبر مصدر لغاز الميثان الناتج عن الأنشطة البشرية، حيث ينشأ نحو 32% من إجمالي الانبعاثات من التخمر المعوي وإدارة السماد، في حين تُعزى نسبة الـ 8% المتبقية إلى زراعة الأرز.

تربية الحيوانات هي مصدر لانبعاثات غاز الميثان من إنتاج الأعلاف وترسب السماد، وهو ما يعرف بالتخمر المعوي في حيوانات المزرعة. وهذا يخلق 27% من انبعاثات غاز الميثان البشرية.

الحيوانات مثل الأبقار والأغنام والماعز هي أمثلة على الحيوانات المجترة. أثناء عملية الهضم الطبيعية، فإنها تنتج كميات كبيرة من الميثان. يحدث التخمر المعوي بسبب وجود الكائنات الحية الدقيقة في معدة هذه الحيوانات.

تنتج تربية الحيوانات 90 مليون طن متري من غاز الميثان سنويًا. تعد زراعة الأرز مصدرًا زراعيًا كبيرًا آخر لانبعاثات غاز الميثان. حقول الأرز لإنتاج الأرز هي أراضي رطبة من صنع الإنسان. فهي تحتوي على نسبة رطوبة عالية، وتستنفد الأكسجين، وتحتوي على مواد عضوية وفيرة.

وهذا يشكل بيئة ممتازة للميكروبات التي تحلل المادة العضوية لإنتاج الميثان. تمتص الكائنات الحية الدقيقة المستهلكة للميثان جزءًا من الميثان الناتج.

ومع ذلك، يتم تصريف الغالبية العظمى منها في الغلاف الجوي. يتم إنتاج 31 مليون طن من غاز الميثان سنويًا عن طريق زراعة الأرز. يتم إنتاج 31 مليون طن من غاز الميثان سنويًا عن طريق زراعة الأرز.

2. صناعة الوقود الأحفوري

أكبر مصدر بشري هو إنتاج وتوزيع وحرق الوقود الأحفوري. وهذا يخلق 33% من انبعاثات غاز الميثان البشرية. يتم إنتاج انبعاثات الميثان أينما وجد الوقود الأحفوري. يتم إطلاقه عندما يتم استخراج الوقود الأحفوري من الأرض.

استخراج الفحم والتي تشمل المناجم النشطة والمهجورة، تطلق 12% أخرى كجزء من إجمالي الانبعاثات المشتقة من الوقود الأحفوري. في مجال استخراج النفط والغاز، يعد تنفيس الغاز والانبعاثات الهاربة من الأسباب الرئيسية لانبعاثات غاز الميثان

علاوة على ذلك، فإن جزءًا كبيرًا من انبعاثات غاز الميثان ناتج عن الغاز الطبيعي. الميثان هو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي. لذا فإن التسرب في جميع أنحاء هذه الصناعة يطلق غاز الميثان مباشرة في الغلاف الجوي. ويشمل ذلك استخراج الغاز الطبيعي ومعالجته ونقله.

يمكن أن تحتوي آبار النفط أيضًا على رواسب غاز الميثان التي يتم إطلاقها أثناء الحفر والاستخراج. تعد عمليات تكرير النفط ونقله وتخزينه أيضًا من مصادر انبعاثات الميثان.

باستخدام الوقود الحفريفأنت تساهم في أهم مصدر لانبعاثات غاز الميثان. ينتج إنتاج الوقود الأحفوري وتوزيعه واستخدامه 110 مليون طن متري من الميثان سنويًا.

3. مدافن النفايات والنفايات الصلبة ومياه الصرف الصحي

باعتباره ثالث أكبر مصدر لانبعاث غاز الميثان، يطلق قطاع النفايات عمومًا غاز الميثان من مدافن النفايات والنفايات. وهذا يمثل 16٪ من انبعاثات غاز الميثان البشرية.

ومن المعروف أن النفايات العضوية في مدافن النفايات تولد غاز مدافن النفايات، والذي يحتوي بشكل رئيسي على غاز الميثان الناتج عن البكتيريا اللاهوائية. يتم إنتاج الميثان عن طريق تحلل النفايات الصلبة في مدافن النفايات. ويحدث هذا أيضًا مع مجاري النفايات الحيوانية والبشرية.

مدافن النفايات ومقالب القمامة المفتوحة مليئة بالمواد العضوية. تحتوي القمامة على أشياء مثل بقايا الطعام والصحف والعشب المقطوع وأوراق الشجر. في كل مرة تأتي قمامة جديدة، يتم تكديسها فوق القمامة القديمة التي كانت موجودة بالفعل.

تُحتجز المواد العضوية الموجودة في قمامتنا في ظروف لا يوجد فيها أكسجين. وهذا يوفر ظروفًا ممتازة للميكروبات المنتجة للميثان. ولذلك، فإن خلق بيئة خالية من الأكسجين يسمح للبكتيريا المولدة للميثان بالنمو.

ستقوم هذه البكتيريا بتفكيك النفايات عن طريق استهلاك المواد العضوية الموجودة في النفايات، مما ينتج عنه كميات كبيرة من انبعاثات غاز الميثان. حتى بعد إغلاق مكب النفايات، ستستمر البكتيريا في تحليل النفايات المدفونة. والتي سوف ينبعث منها غاز الميثان لسنوات.

كما أن مياه الصرف الصحي من المصادر المنزلية والبلدية والصناعية يمكن أن تنتج أيضًا انبعاثات غاز الميثان. يمكن إطلاق المياه العادمة أو تخزينها أو إرسالها للمعالجة لإزالة الملوثات.

كما هو الحال مع مدافن النفايات، إذا حدث تحلل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي بدون الأكسجين، فسيؤدي ذلك إلى إنتاج غاز الميثان. تنتج مدافن النفايات والنفايات الصلبة ومياه الصرف الصحي 55 مليون طن من غاز الميثان سنويًا.

لماذا يوجد الميثان (CH₄ ) أسوأ من الكربون (XNUMX) أكسيد CO₂

الميثان هو ثاني غازات الدفيئة الأكثر وفرة بعد ثاني أكسيد الكربون (CO₂). ومع ذلك، يلعب الميثان دورًا أكبر بكثير في ارتفاع درجة حرارة الكوكب. وعلى مدى 100 عام، أصبح غاز الميثان أقوى 28 مرة من ثاني أكسيد الكربون في ارتفاع درجة حرارة الأرض.

وعلى مدار 20 عامًا، تقفز هذه المقارنة إلى ما يقرب من 80 مرة. فمن ناحية، يستمر غاز الميثان في غلافنا الجوي لفترة زمنية أقصر بكثير من ثاني أكسيد الكربون₂ (ما يقدر بـ 12 عامًا مقارنة بعمر الكربون الذي يبلغ قرونًا)

بالإضافة إلى ذلك، عندما ينبعث غاز الميثان في الهواء، فإنه يتفاعل بعدة طرق خطرة، ويخرج في المقام الأول من الغلاف الجوي من خلال الأكسدة، وبالتالي يشكل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. لذلك، لا يساهم الميثان في ظاهرة الاحتباس الحراري بشكل مباشر فحسب، بل يساهم أيضًا بشكل غير مباشر من خلال إطلاق ثاني أكسيد الكربون.

علاوة على ذلك، أثناء عملية الأكسدة، يتفاعل الميثان مع جذور الهيدروكسيل (OH). تعمل هذه الجزيئات الموجودة بشكل طبيعي بمثابة "منظف"، حيث تقوم بتنظيف الهواء من غاز الميثان والعديد من الملوثات الأخرى. وبالتالي، يقلل الميثان من عدد جذور الهيدروكسيل المتاحة لإزالة أنواع أخرى من ملوثات الهواء.

ويساهم الميثان أيضًا في تكوين الأوزون، مما يقلل من جودة الهواء ويؤدي إلى مشاكل صحية مختلفة في الحيوانات، ووفيات بشرية مبكرة، وانخفاض إنتاجية المحاصيل.

وفي الختام

إن الحد من انبعاثات غاز الميثان ليس بالحل السحري لوقف الانحباس الحراري العالمي. ومع ذلك، فمن المؤكد أن هذا سيوفر لنا بعض الوقت لإزالة الكربون من كل القطاعات الأخرى قبل أن تصبح أزمة المناخ غير قابلة للإصلاح.

وكما تم تحديده مع مرور الوقت، فإن الأنشطة البشرية هي المساهمين الرئيسيين في انبعاث غازات الدفيئة هذه. ومن ثم، هناك حاجة إلى أن يعالج الإنسان هذه القضية البيئية من خلال اللجوء إلى أنشطة إنتاجية أكثر صداقة للبيئة.

توصيات

• أهمية نزح المياه المناسب للبناء الأخضر
  .
• 11 أفضل شركات الطاقة المتجددة للعمل بها
  .
• تسخير الشمس والرياح والأمواج: دور الطاقة المتجددة في معركة تغير المناخ
  .
• ما هو الطريق السريع الأخضر وكيف يؤثر على السفر المستدام؟
  .
• 24 بنكًا لا تستثمر في الوقود الأحفوري – البنوك الخضراء