الاحتباس الحراري(تأثير الدفيئة) Greenhouse Effect
- يحيط بالكرة الأرضية غِلافٌ من الهواء يسمى الغِلافَ الجوي، ويمتد من سطحها إلى ارتفاع يبلغ قرابة 1000Km.
- يتكون بصورة رئيسة من غازين هما النيتروجين بنسبة % 78 والأكسجين ونسبتُه تقريبا 21% . أما النسبة المتبقيّة % 1 فتكوّن بشكل رئيس مجموعة من الغازات هي: الآرغون وثاني أكسيد الكربون والنيون والهيليوم والميثان والكربتون وأكسيد النيتروجين والزينون.
- هناك غازاتٌ متغيرة التركيزِ في الغلاف الجويّ تعرف بغازات الدفيئة Greenhouse Gases مثل: بخار الماء ، وثاني أكسيد الكربون CO2 ، والميثان CH4 ، وأكسيد النيتروز N2O ، والكلوروفلوروكربون CFCs ، لها القدرةُ على امتصاص الأشعة تحت الحمراءِ طويلة الموجَة المنبعثةِ من سطح الأرض نحو الغلاف الجوي.
- تؤدي هذه الغازاتُ إلى المحافظة على درجة حرارة سطح الأرض عن طريق التوازن بين الطاقة الشمسيّة الساقطةِ على سطح الأرض، وتلك التي تفقدها إلى الفضاء الخارجي.
- تحدُث ظاهرة تأثير الدفيئة Greenhouses Effect عندما تنتقل أشعّةُ الشمس عبرَ الغلاف الجوي لتصل إلى سطح الأرض على شكل طاقةٍ حرارية، أو أشعة قصيرة الطول الموجيِّ (الأشعة المرئية/الأشعة فوق البنفسجية ). وفي المتوسط فإن ثلثَ الأشعة الشمسية التي تصل سطحَ الأرض تنعكسُ مرة أخرى إلى الفضاء بوساطة الغلاف الجويّ، بينما تقوم اليابسة والمُسطّحاتُ المائية بامتصاص معظمِ الأشعة الباقية، وبذلك يصبح سطح الأرض دافئا. ثم تشِعُّ اليابسة والمسطّحات المائية الطاقة الحرارية الواصلة إليها مرة أخرى؛ ولكن على شكل موجاتٍ طويلة ( الأشعة تحت الحمراء)، عندها تستطيع غازات الدفيئة الموجودة في الغلاف الجوي أن تحتبس جزءًا من تلك الأشعة، وبذلك يسخُنُ الغلاف الجويُّ الأرضي، وترتفع درجة الحرارة. ولولا ذلك لكانت درجة الحرارة على سطح الأرض منخفضةً جدّا، ما يجعل الحياة عليها أمرا مستحيلا.
- تشبِهُ هذه العملية إلى حدّ كبير ما يُعرف بظاهرة البيت الزجاجي، أو ظاهرة الدفيئة الزجاجية؛ لأن وظيفة غازات الدفيئة مشابهةٌ لوظيفة جدران البيت الزجاجي وسقفِه، التي تسمح بدخول الطاقة الشمسية، لكنها تمنع خروج الطاقة الحرارية، ما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة داخله نظرا لعدم تسرّب الحرارة إلى خارج الدفيئة الزجاجية.
- بسبب أنشطة الإنسان المختلفة كاستخدام الوقودِ الأحفوري، أو إزالةِ الغطاء النباتي، أدى ذلك إلى زيادة في مستويات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ما تسببت في ارتفاع متزايدٍ في درجة حرارة الأرض وحدوث ما يُسمّى الاحتباسَ الحراريَّ.
أ
الاحترار العالمي Global Warming
- يُعرَفُ الاحترارُ العالميّ على أنه زيادة تدريجيةٌ في معدّلات درجات الحرارة العالمية، بسبب المستويات المتزايدة من غازات الاحتباس الحراري الناجمة عن بعض الأنشطة الطبيعية، كالبراكين والأنشطة الصناعية بفعل نشاط الإنسان؛ حيث يؤدي احتراق الوقودِ الأحفوري أو استنزافُ الغطاء النباتي إلى زيادة تركيز غازات الدفيئة وخاصة غازَ ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض بمرور الزمن، الأمر الذي يؤدي إلى تغير الأنظمة المناخية على سطح الأرض؛ ما ينتُج عن ذلك تباطؤ الحياة النباتية والحيوانية، التي قد تجد نفسَها في نظام مناخيّ مختلِف ربما يكون أكثرَ أو أقلَّ ملاءمةً لها.
- نتيجة لذلك، فإن التغيرات المناخية ستؤدي إلى انقراض ملايين الكائنات الحية بحلول العام 2050 م. كما يؤدي ارتفاع معدلاتِ درجات الحرارة على سطح الأرض إلى انصهار الجليد في القُطبين الجنوبي والشمالي، والكتل الجليدية الجبلية وتمدد مياه البحار والمحيطات ما تزيد من ارتفاع منسوب المياه فيها، وغمر الجزر والشواطئ والأراضي المنخفضة بالماء، وسيبقى هذا المنسوب في ارتفاعٍ مع زيادة معدلات درجات الحرارة، إذ من المتوقع أن يصل ارتفاع مستوى ماء البحر إلى 30cm بحلول عام 2030 م.
- يمكن خفضُ درجة حرارة سطح الأرض من خلال اتخاذ الإجراءات اللازمة لتقليل نسبة غازات الدفيئة في جو الأرض، وفي مقدّمتها غازُ ثاني أكسيد الكربون، الذي قد ينقِذُ العديد من أنواع الكائنات الحية من الهلاك؛ وأيضا رفع كفايةِ محركات وسائل النقل، والحدّ من استنزاف الغطاء النباتي، والاعتماد على مصادر طاقة أقلَّ تلويثا باستخدام الطاقات البديلة، وأن أفضل عملية لامتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو هي اللجوءُ إلى التشجير وزراعة غابات جديدة.
تكوّن الأوزون قربَ سطح الأرض Ozone Formation near the Earth’s Surface
- يتكوّن غاز الأوزون( O3 ) من ثلاث ذراتٍ من الأكسجين متّحدةً مع بعضها بعضا.
- يوجد بصورة رئيسة على ارتفاع يتراوح بين (20Km-30Km)تقريبا ضمن طبقة الستراتوسفير من الغلاف الجوي في حالة توازن لحماية الحياة على سطح الأرض.
- يمنع وصول الأشعة فوق البنفسجية الضارّة بالكائنات الحية، لكن تدخل الإنسان أدى إلى إحداث خلل في هذا التوازن، فأصبح معدّلُ تحلّله يفوق معدل تشكُّله طبيعيا.
- يعدُّ غازُ الأوزون ملوِّثا خطِرا إذا وُجِدَ قرْبَ سطح الأرض في طبقة التروبوسفير لأنه يضرّ أنسجة النباتات وبعض أجزاء جسم الإنسان الحساسة كالعيون والرئتين. حيث تؤدي الزيادة في استخدام الأسمدة الكيميائية، وما ينتج في عوادم السيارات إلى زيادة تراكيز غازات أكاسيد النيتروجين، خاصة NO2 . وتؤدي هذه الغازات إلى تكوّن غازالأوزون واستهلاكه وفق التفاعلات الآتية:
- يعَدُّ المسؤولُ الأوّلُ عن التآكل الذي أصاب الأوزون ما سمح للأشعة فوق البنفسجية بالوصول إلى سطح الأرض هو مركّبات الكلوروفلوروكربون ( CFCs ) التي تستخدَمُ على نطاق واسع في أجهزة التبريد في الثلاجات، وفي مكيفات الهواء، وخصوصا أجهزة تكييف السيارات. وتمتاز غازات الكلوروفلوروكربون بأنها خاملةٌ فلا تتفاعل مع مكوّنات الغلاف الجوي، ولكنها تصعَد إلى أعلى بفعل تيارات الحمل وصولا إلى غاز الأوزون الموجود في طبقة الستراتوسفير فتحدِثُ سلسلةً من التفاعلات الكيميائية، والسبب في ذلك قدرةُ الأشعة فوق البنفسجية على تحليلها.
الهطل الحمضي Acid Precipitation
- عندما يحرَقُ الوقودُ الأحفوريّ المستعمَل في وسائط النقل، وفي محطات إنتاج الطاقة الكهربائية والمصانع؛ يطلِقُ في الغلاف الجوي ثانيَ أكسيد الكبريت SO2 وأكاسيدَ النيتروجين NOX ، حيث تتفاعل هذه الأكاسيدُ مع بُخار الماء المتكاثف في الغلاف الجوي ما يؤدي إلى تشكيل رذاذٍ حمضِيٍّ يسقط على هيئة هطْلٍ من حِمْض الكبريتيك H2SO4 ، وحِمْضِ النيتريك HNO3 ، وأحيانا ما يسقط الهطْل الحِمضِيّ بعيدا عن مصدر التلوّث بفعل الرياح السائدة في تلك المنطقة.
- عند الهطول تتفاعل المياه الحامضِية مع كلّ شيء تتلامس معه من تربة وماء ونبات وصخور، وتترك آثارًا مدمّرة على التوازن الطبيعي بسبب حموضة هذه المياه، وخاصة عند تدفّقها إلى المسطّحات المائية ما يؤدي إلى موت أعداد كبيرة من النباتات المائية والأسماك، فأغلبُ بيوضِ الأسماك لا تفقسُ، ونتيجة ذلك يحدث انخفاض في أعداد
- الأسماك، وفقدان بعض الأنواع، وبالتالي الحد من التنوع البيولوجي، كما ويعمل الهطْلُ الحمضِيّ على تآكل الصخور والمنشآت.
- يمكن توضيح كيفية تكوّن الهطْلِ الحمضِّ من خلال التفاعلات الكيميائية التالية:
تكوُّنُ الهَطْلِ الحمضِّ بفعل ثاني أكسيد النيتروجين.
تكوُّنُ الهَطْلِ الحمضِّ بفعل ثاني أكسيد الكبريت.
