كيف تتكون الغازات الدفيئة وأسبابها وعلاقتها بالاحتباس الحراري

الغازات الدفيئة هي الغازات الموجودة في الغلاف الجوي للأرض والتي تنتج تأثير الاحتباس الحراري. تابع قراءة السطور التالية للتعرّف أكثر على الغازات الدفيئة.

ما هي الغازات الدفيئة؟

الغازات الدفيئة هي الغازات الموجودة في الغلاف الجوي للأرض والتي يكون لها تأثير على توازن طاقة الأرض. أنها تسبب ما يسمى تأثير الاحتباس الحراري. يمكن العثور على أشهر غازات الدفيئة، مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز، بشكل طبيعي بتركيزات منخفضة في الغلاف الجوي. ومع ذلك، فقد زادت النسبة بشكل كبير منذ بداية القرن الماضي بسبب مصادر مختلفة من صنع الإنسان.

كيف تتكون الغازات الدفيئة؟

يتم إنتاج بعض غازات الدفيئة، مثل الميثان، من خلال الممارسات الزراعية، في شكل روث الماشية، أيضًا ينتج ثاني أكسيد الكربون إلى حد كبير عن العمليات الطبيعية مثل التنفس ومن حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز.

مصدر رئيسي آخر لثاني أكسيد الكربون هو إزالة الغابات. عندما يتم قطع الأشجار لإنتاج سلع أو لاستخدام أخشابها، فإنها تطلق الكربون الذي يتم تخزينه عادة لعملية التمثيل الضوئي. وفقًا لبعض التقارير المتخصصة، فإن هذه العملية تطلق ما يصل إلى 4.8 مليار طن متري من الكربون في الغلاف الجوي كل عام.

قد تساعد إعادة الزرع على تقليل تراكم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لأن الأشجار النامية تحبس ثاني أكسيد الكربون من خلال عملية التمثيل الضوئي. ومع ذلك، لا يمكن للغابات عزل كل ثاني أكسيد الكربون الذي نبعثه في الغلاف الجوي من خلال حرق الوقود الأحفوري، ولا يزال الحدّ من انبعاثات الوقود الأحفوري ضروريًا لتجنب التراكم في الغلاف الجوي.

على الصعيد العالمي، يُعدّ إنتاج غازات الدفيئة مصدر قلق بالغ. على مدار الستين عامًا الماضية، زاد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بمعدل سنوي أسرع بمئة مرة من الزيادات الطبيعية السابقة. كانت آخر مرة كانت فيها كميات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي العالمي بهذا الارتفاع قبل 3 ملايين سنة، وحينها كانت درجات الحرارة أعلى من 5.4 درجة فهرنهايت، ما يُعادل نحو 3 درجات مئوية، أعلى مما كانت عليه في حقبة ما قبل الصناعة.

الغازات الدفيئة والاحتباس الحراري

الاحتباس الحراري ليس مفهومًا علميًا حديثًا. وضع الفيزيائي والكيميائي السويدي سفانتي أرينيوس أساسيات هذه الظاهرة منذ أكثر من قرن مضى.

يحدث تأثير الدفيئة لأن الشمس تقصف الأرض بكميات هائلة من الإشعاع الذي يضرب الغلاف الجوي للأرض في شكل ضوء مرئي، بالإضافة إلى الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء وأنواع أخرى من الإشعاع غير المرئي للعين البشرية.

حوالي 30٪ من الإشعاع الذي يضرب الأرض ينعكس مرة أخرى في الفضاء عن طريق السحب والجليد والأسطح العاكسة الأخرى، وتمتص المحيطات والأرض والغلاف الجوي النسبة المتبقية البالغة 70٪. مع ارتفاع درجة حرارتها، تطلق المحيطات والأرض والغلاف الجوي حرارة على شكل إشعاع حراري بالأشعة تحت الحمراء يمر من الغلاف الجوي إلى الفضاء. هذا التوازن من الإشعاع الصادر والوارد يجعل الأرض صالحة للسكن.

بدون هذا التوازن الجوي، ستكون الأرض باردة وبلا حياة مثل قمرها، أو حارقة مثل كوكب الزهرة. هنا تُعركل الغازات الدفيئة هذه العملية، فتُصبح هذه الغازات مسؤولة إلى حد كبير عن ظاهرة الاحتباس الحراري.

هناك ثلاثة عوامل تؤثر على درجة تأثير غازات الدفيئة في ظاهرة الاحتباس الحراري: وفرتها في الغلاف الجوي، ومدة بقائها في الغلاف الجوي، وقدرتها على إحداث الاحترار العالمي. على سبيل المثال، يُعدّ بخار الماء أكثر غازات الاحتباس الحراري وفرة، لكن ثاني أكسيد الكربون له تأثير أكبر على الاحتباس الحراري بسبب وفرته في الغلاف الجوي بالإضافة إلى عمره الطويل نسبيًا في الغلاف الجوي من 300 إلى 1000 عام. بينما لا يزيد عمر بخار الماء في الغلاف الجوي عن 10 أيام.

من ناحية أخرى، فإن الميثان أكثر قدرة بحوالي 21 مرة في امتصاص الإشعاع من ثاني أكسيد الكربون، مما يمنحه تصنيفًا أعلى للاحترار العالمي، لكنه يبقى في الغلاف الجوي لمدة 12 عامًا فقط. لذلك، وبالرغم من قدرة الميثان وغازات الدفيئة الأخرى على حبس حرارة أكثر من ثاني أكسيد الكربون، لا يزال العلماء يعتبرون أن ثاني أكسيد الكربون هو غاز الدفيئة السائد لأن تأثير الاحترار الخاص به يدوم لفترة أطول من تأثيرات الآخرين بقرون.

وفقًا للخبراء، يؤثر الاحترار الذي نلاحظه على دوران الغلاف الجوي، مما يؤثر على أنماط هطول الأمطار على مستوى العالم، سيؤدي هذا إلى تغييرات وتحديات بيئية كبيرة للناس في جميع أنحاء العالم.