على الرغم من كونها ذات أهمية قصوى للأرض وسكانها ، إلا أن غازات الدفيئة تسببت في ضرر متزايد للبشرية.
كانت آثار غازات الدفيئة على البيئة زيادة الأنشطة البشرية التي أدت إلى زيادة وفرة هذه الغازات في الغلاف الجوي.
جدول المحتويات
ما هي غازات الاحتباس الحراري؟
الغازات الموجودة في الغلاف الجوي والمعروفة باسم غازات الاحتباس الحراري لها تأثير على توازن الطاقة في الكوكب. ما يسمى بتأثير الاحتباس الحراري هو نتيجة لهذه.
يمكن العثور على تركيزات منخفضة من غازات الدفيئة الثلاثة الأكثر شهرة - ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان وأكسيد النيتروز - في الغلاف الجوي بشكل طبيعي.
يتم إطلاق بعض غازات الدفيئة فقط من خلال النشاط البشري (على سبيل المثال ، مركبات الهالوكربونات الاصطناعية). البعض الآخر موجود بشكل طبيعي ولكنه موجود بكميات متزايدة بسبب المدخلات البشرية (مثل ثاني أكسيد الكربون) (مثل ثاني أكسيد الكربون).
الأنشطة المتعلقة بالطاقة (مثل حرق الوقود الأحفوري في قطاعي المرافق الكهربائية والنقل) ، والزراعة ، وتغيير استخدامات الأراضي ، إدارة النفايات وممارسات المعالجة والعمليات الصناعية الأخرى كلها أمثلة لأسباب بشرية.
ما الذي يسبب ظاهرة الاحتباس الحراري؟
هذه هي الأسباب الرئيسية لظاهرة الاحتباس الحراري.
1. حرق الوقود الاحفوري
تعتمد حياتنا بشكل كبير على الوقود الأحفوري. يتم استخدامها بشكل شائع لتوليد الكهرباء والنقل. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون أثناء احتراق الوقود الأحفوري.
وقد توسع استخدام الوقود الأحفوري جنبًا إلى جنب النمو السكاني. نتيجة لذلك ، زاد إطلاق غازات الدفيئة في الغلاف الجوي.
2. إزالة الغابات
تمتص النباتات والأشجار ثاني أكسيد الكربون ، ثم تطلق الأكسجين. تقطيع الأشجار يسبب زيادة كبيرة في غازات الاحتباس الحراري ، مما يرفع درجة حرارة الأرض.
3. الزراعة
أحد عوامل تأثير الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي هو أكسيد النيتروز المستخدم في الأسمدة.
4. النفايات الصناعية ومدافن النفايات
يتم إنتاج الغازات الخطرة من قبل الشركات والمصنعين ويتم إطلاقها في الغلاف الجوي.
بالإضافة إلى ذلك ، تطلق مدافن الميثان وثاني أكسيد الكربون ، مما يساهم في غازات الاحتباس الحراري.
7 آثار غازات الاحتباس الحراري على البيئة
فيما يلي آثار غازات الاحتباس الحراري على البيئة
1. بخار الماء
يحتوي التروبوسفير على الماء في شكل بخار وسحب. لاحظ تيندال في عام 1861 أن أهم ممتص غازي للتغيرات في ضوء الأشعة تحت الحمراء هو بخار الماء.
وفقًا لحسابات أكثر دقة ، تمثل السحب وبخار الماء 49 و 25٪ ، على التوالي ، من امتصاص الموجة الطويلة (الحرارية).
ومع ذلك ، بالمقارنة مع غازات الدفيئة الأخرى مثل ثاني أكسيد الكربون ، فإن العمر الافتراضي لبخار الماء في الغلاف الجوي قصير (أيام) (سنوات). لا تتأثر الاختلافات الإقليمية في تركيزات بخار الماء مباشرة بالنشاط البشري.
ومع ذلك ، نظرًا للتأثيرات غير المباشرة للنشاط البشري على درجات الحرارة العالمية وإنتاج بخار الماء ، والذي يشار إليه أيضًا باسم التغذية المرتدة لبخار الماء ، يتم تضخيم الاحترار.
2. ثاني أكسيد الكربون (CO2)
20٪ من الامتصاص الحراري ناتج عن ثاني أكسيد الكربون.
التحلل العضوي ، والإطلاق المحيطي ، والتنفس كلها أمثلة على المصادر الطبيعية لثاني أكسيد الكربون.
تشمل مصادر ثاني أكسيد الكربون البشري المنشأ صناعة الأسمنت والمقاصة الغابات، وحرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي ، من بين أشياء أخرى.
والمثير للدهشة أن الصناعة مسؤولة عن 21٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المباشرة ، بينما 2٪ تأتي من الزراعة والحراجة واستخدامات الأراضي الأخرى.
من حوالي 270 mol.mol-1 في 1750 إلى الكميات الحالية أعلى من 385 mol.mol-1 ، زاد محتوى الغلاف الجوي من ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير خلال القرنين الماضيين.
منذ السبعينيات ، حدث ما يقرب من نصف جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ بين عامي 1970 و 2.
من المتوقع أن يرتفع متوسط درجة حرارة السطح العالمية بمقدار 3-5 درجات مئوية في عام 2100 نتيجة لتركيزات ثاني أكسيد الكربون المرتفعة وردود الفعل الإيجابية للمياه.
3. الميثان (CH4)
يعتبر غاز الميثان (CH4) من الغازات النزرة العضوية الأولية في الغلاف الجوي. العنصر الرئيسي للغاز الطبيعي ، وهو مصدر وقود عالمي ، هو الميثان.
تساهم الزراعة وتربية الماشية بشكل كبير في انبعاثات الميثان ، على الرغم من أن استخدام الوقود الأحفوري هو السبب في الغالب.
منذ حقبة ما قبل الصناعة ، زادت تركيزات الميثان بمقدار ضعفين. متوسط التركيز الحالي في جميع أنحاء العالم هو 4 مول / مول -1.8.
على الرغم من أن تركيزه لا يتجاوز 0.5٪ من تركيز ثاني أكسيد الكربون ، إلا أن هناك مخاوف بشأن زيادة انبعاثات غاز الميثان في الغلاف الجوي. في الواقع ، باعتباره غازات الدفيئة ، فهو أقوى 2 مرة من ثاني أكسيد الكربون.
إلى جانب أول أكسيد الكربون (CO) ، ينتج الميثان O4 (انظر أدناه) ، مما يساعد على تنظيم كمية OH في التروبوسفير.
4. أكاسيد النيتروز (NxO)
يعتبر كل من أكسيد النيتريك (NO) وأكسيد النيتروز (N2O) من غازات الدفيئة (GHG). لقد زادت انبعاثاتها العالمية خلال القرن الماضي ، ويرجع ذلك في الغالب إلى النشاط البشري. تطلق التربة NO و N2O.
أكسيد النيتروز هو أحد غازات الدفيئة القوية ، ولكنه لا يساعد بشكل غير مباشر في تكوين O2. من المحتمل أن يكون أكسيد النيتروز أقوى 3 مرة من غازات الدفيئة من ثاني أكسيد الكربون. الأول يبدأ في إزالة O2 مرة واحدة في الستراتوسفير.
تزداد تركيزات أكسيد النيتروز في الغلاف الجوي في الغالب نتيجة النشاط الميكروبي في التربة الغنية بالنيتروجين (N) المرتبطة بأنشطة الزراعة والتسميد.
المصدران الرئيسيان لأكسيد النيتروجين في الغلاف الجوي هما الانبعاثات البشرية المنشأ (من حرق الوقود الأحفوري) والانبعاثات البيولوجية المنشأ من التربة. يتم إنتاج أكسيد النيتروجين بسرعة من NO في طبقة التروبوسفير (NO2).
المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) ويمكن أن يتفاعل الهيدروكسيل مع NO و NO2 (يشار إليهما باسم NOx) ، منتجين نترات عضوية وحمض النيتريك ، على التوالي.
يمكنهم الوصول إلى النظم البيئية عن طريق ترسب الغلاف الجوي ، والذي يتأثر بالحموضة أو إثراء N وله تأثير على دورة النيتروجين.
5. لا توجد مصادر وتفاعلات كيميائية في النباتات
تم وصف الطرق الاختزالية والأكسدة على أنها عمليتان رئيسيتان لتوليد أكسيد النيتروجين في النباتات.
في المسار الاختزالي ، تقوم NR بتحويل النتريت إلى NO في وجود نقص الأكسجين ، أو درجة الحموضة الحمضية ، أو مستويات النتريت المرتفعة.
تم ربط العديد من الأنشطة ، بما في ذلك إغلاق الفم ، وتطور الجذور ، والإنبات ، والاستجابات المناعية ، بإنتاج NO المعتمد على NR.
زانثين أوكسيديز ، ألدهيد أوكسيديز ، وأكسيداز الكبريتيت ليست سوى عدد قليل من إنزيمات الموليبدينوم التي يمكن أن تقلل من النتريت في النباتات.
في الحيوانات ، يمكن أيضًا تقليل النتريت عبر نظام نقل الإلكترون في الميتوكوندريا.
من خلال أكسدة المواد العضوية مثل البولي أمينات والهيدروكسيلامين والأرجينين ، يولد المسار التأكسدي أكسيد النيتروجين NO.
تحفز إنزيمات NOS للحيوانات تحويل الأرجينين إلى سيترولين وأكسيد النيتروجين. تم إجراء العديد من التحقيقات لتحديد NOS النباتية وإنتاج NO المعتمد على الأرجينين في النباتات.
بعد اكتشاف NOS في الطحالب الخضراء Ostreococcus Tauri ، خضعت جينومات النبات لدراسة معلوماتية حيوية عالية الإنتاجية.
يوضح هذا العمل أن متماثلات NOS تم العثور عليها فقط في عدد صغير من الكائنات الحية الدقيقة في التمثيل الضوئي ، مثل الطحالب والدياتومات ، من بين أكثر من 1,000 جينوم من النباتات العليا التي تم فحصها.
في الختام ، فإن النباتات العليا تنتج لا يعتمد على الأرجينين ، لكن الإنزيم أو الإنزيمات المحددة المسؤولة عن عمليات الأكسدة لا تزال غير معروفة.
6. الأوزون (O3)
الأوزون (O3) يوجد بشكل أساسي في الستراتوسفير ، بينما ينتج البعض في طبقة التروبوسفير أيضًا.
طبقة الأوزون وأوزون الستراتوسفير يتم إنشاؤها بشكل طبيعي عن طريق التفاعلات الكيميائية بين الأكسجين (O2) والأشعة فوق البنفسجية الشمسية (UV).
يتم تقسيم جزيء O2 بواسطة ضوء الأشعة فوق البنفسجية الشمسية إلى ذرتين من الأكسجين (2 O). والنتيجة هي جزيء (O3) ، يتم إنشاؤه عندما تنضم كل من هذه الذرات شديدة التفاعل مع O2.
تمتص طبقة (O3) حوالي 99٪ من أشعة الشمس فوق البنفسجية متوسطة التردد ، والتي يتراوح طولها الموجي بين 200 و 315 نانومتر. وإلا فإنها قد تضر بأشكال الحياة التي تتعرض بالقرب من سطح الأرض.
يتم إنتاج غالبية O3 في طبقة التروبوسفير بواسطة أكاسيد النيتروجين ، وثاني أكسيد الكربون ، والمركبات العضوية المتطايرة التي تتفاعل مع أشعة الشمس. ومع ذلك ، فقد لوحظ أن أكاسيد النيتروجين في المدن قد تتخلص من O3.
يؤثر الضوء والفصل ودرجة الحرارة وتركيز المركبات العضوية المتطايرة على هذا التفاعل المزدوج لأكاسيد النيتروجين والأكسجين.
بالإضافة إلى ذلك ، في ظل وجود أكاسيد النيتروجين المهمة ، ينتج عن أكسدة الميثان بواسطة OH في طبقة التروبوسفير تكوين الفورمالديهايد (CH4O) و CO و O2.
O3 في طبقة التروبوسفير ضار بالنباتات والحيوانات (بما في ذلك البشر). O3 له تأثيرات متنوعة على النباتات. تسمح الخلايا المعروفة باسم الثغور ، والتي توجد بشكل أساسي على الجانب السفلي من أوراق النبات ، لثاني أكسيد الكربون والماء بالتخلل إلى الأنسجة.
النباتات التي تتعرض لمستويات عالية من O3 تغلق ثغورها ، مما يبطئ التمثيل الضوئي ويحد من نمو النبات. قد يحدث الإجهاد التأكسدي القوي أيضًا بسبب O3 ، مما يضر بالخلايا النباتية.
7. غاز مفلور
يتم إطلاق غازات الدفيئة الاصطناعية والقوية مثل مركبات الكربون الهيدروفلورية ومركبات الكربون المشبعة بالفلور وسداسي فلوريد الكبريت وثلاثي فلوريد النيتروجين من خلال مجموعة متنوعة من التطبيقات والعمليات المنزلية والتجارية والصناعية.
في بعض الأحيان ، يتم استخدام الغازات المفلورة - خاصة مركبات الكربون الهيدروفلورية - بدلاً من مركبات الستراتوسفير المستنفدة للأوزون (على سبيل المثال ، مركبات الكربون الكلورية فلورية ، مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية ، والهالونات).
بالمقارنة مع غازات الدفيئة الأخرى ، عادةً ما تنبعث الغازات المفلورة بكميات أقل ، لكنها غازات دفيئة قوية.
يشار إليها أحيانًا على أنها غازات ذات قدرة عالية على إحداث الاحترار العالمي لأنها ، بالنسبة لكمية معينة من الكتلة ، تحبس حرارة أكبر بكثير من الغازات ذات القدرة الأقل. احتمالات الاحترار العالمي (GWPs) مثل ثاني أكسيد الكربون الذي يتراوح عادةً من آلاف إلى عشرات الآلاف.
وفي الختام
نظرًا لأن كل غاز من غازات الدفيئة يمتص الطاقة بشكل مختلف وله "عمر" مميز ، أو مقدار الوقت الذي يقضيه في الغلاف الجوي ، فلكل واحد قدرة مختلفة على امتصاص الحرارة من الغلاف الجوي.
وفقًا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، على سبيل المثال ، ستكون هناك حاجة لمئات من جزيئات ثاني أكسيد الكربون لمطابقة تأثير الاحترار لجزيء واحد من سادس فلوريد الكبريت ، وهو أقوى غازات الاحتباس الحراري ، من حيث امتصاص الحرارة (IPCC).
آثار غازات الاحتباس الحراري على البيئة - أسئلة وأجوبة
كيف غازات الاحتباس الحراري تؤثر على ظاهرة الاحتباس الحراري؟
لأنها تحتفظ بالحرارة التي يمكن أن تتسرب من الغلاف الجوي ، فإن غازات الدفيئة هي المسؤولة عن ظاهرة الاحتباس الحراري. يمكن لهذه الغازات ، على عكس الأكسجين والنيتروجين ، امتصاص الإشعاع والاحتفاظ بالحرارة. يتم الاحتفاظ بالأرض في درجة حرارة حيث يمكن أن توجد الحياة بسبب غازات الدفيئة.
توصيات
- 6 تأثيرات الكائنات المعدلة وراثيًا على البيئة
. - 10 تأثيرات المطر الحمضي على البيئة
. - 3 آثار أول أكسيد الكربون على البيئة
. - 8 آثار ارتفاع منسوب مياه البحر على البيئة
. - 9 آثار إعادة التدوير على البيئة
. - كيفية حل مشاكل المياه في القرى -10 أفكار
دعاة حماية البيئة عن ظهر قلب. كاتب محتوى رئيسي في EnvironmentGo.
أسعى لتثقيف الجمهور حول البيئة ومشاكلها.
لقد كان الأمر دائمًا متعلقًا بالطبيعة ، يجب أن نحميها لا أن ندمرها.