Efekty Cieplarniane

Przez ostatnie 3,5 miliarda lat, czyli od czasu, kiedy na Ziemi pojawiło się życie, klimat kuli ziemskiej ulegał wielkim zmianom. W ciągu tego okresu Słońce wysyłało w kierunku naszej planety coraz większe ilości ciepła. Mimo to, panujące warunki sprzyjały rozwojowi życia roślin i zwierząt. Być może działał tutaj jakiś czynnik samoregulujący, ale zanim ludzie zdążyli go odkryć, rozpoczęli własne "eksperymenty" ze zmianą klimatu.
Obecnie na Ziemi obserwuje się wzrost temperatury w skali globalnej. Krótko mówiąc z roku na rok klimat ziemski staje się cieplejszy. Jeśli ten proces będzie trwał nadal, to po upływie jakiegoś czasu życie na Ziemi teoretycznie może stać się niemożliwe. Każda gwałtowna zmiana klimatu wiąże się ze zmianami w przyrodzie, a co za tym idzie także w naturalnym łańcuchu pokarmowym. Wyginięcie jakiegoś gatunku roślin lub zwierząt na skutek nieprzystosowania się do nowych warunków klimatycznych może powodować wymieranie następnych gatunków. Dla ludzi oznacza to ogromne zmiany w rolnictwie i rybołówstwie, nie mówiąc już o topnieniu lodów na biegunach Ziemi i zagrożeniu zalaniem ogromnych obszarów lądów na skutek podwyższenia się poziomu wód oceanicznych.
O klimacie Ziemi decyduje w dużej mierze ilość energii otrzymanej od Słońca, a dokładniej równowaga pomiędzy energią otrzymaną i magazynowaną, a energią, która zostaje odbita z powrotem w kosmos. Gazy atmosferyczne, chmury, oceany i lądy magazynują energię otrzymaną od Słońca i przekształcają ją w ciepło, które ogrzewa planetę, reguluje wiatry i opady deszczu.
Głównym czynnikiem regulującym temperaturę na naszej planecie jest ilość ciepła, jaką może w każdej chwili zmagazynować atmosfera ziemska. Obecne w niej tzw. "gazy cieplarniane" odgrywają znaczącą rolę w procesie magazynowania energii cieplnej. Pozwalają na przenikanie światła do Ziemi, ale zatrzymują ciepło, tak jak dzieje się to w szklarniach - szklane tafle przepuszczają światło słoneczne, ale tylko część uzyskanego w ten sposób ciepła zostaje odprowadzona na zewnątrz. Większość zostaje zmagazynowana pod szklaną powłoką. W przyrodzie taką szklaną taflą są właśnie gazy cieplarniane, a właściwie ich odpowiednia ilość w atmosferze. Bez nich nasza planeta byłaby dużo bardziej chłodna, ale kiedy jest ich zbyt wiele, klimat zaczyna się ocieplać, co może mieć katastrofalne następstwa.

GAZY CIEPLARNIANE
W atmosferze ziemskie występuje pięć związków chemicznych odpowiedzialnych za efekt cieplarniany. Nazywamy je "gazami cieplarnianymi" lub "szklarniowymi". Są to:

Dwutlenek węgla CO2 - jego udział w postępowaniu efektu cieplarnianego wynosi 50%. Przyczyny wzrostu jego ilości w atmosferze to m.in. spalanie paliw kopalnych (ok. 75% emisji do atmosfery) oraz wyrąb drzew, które pochłaniają znaczne ilości dwutlenku węgla (ok. 23% emisji);

Metan CH4 - 18% udziału w efekcie cieplarnianym. Jego wzrost powodowany jest przez bakterie żyjące na podmokłych terenach bagiennych, wysypiskach śmieci i szczątkach zwierząt. Źródłem tego gazu mogą być też wycieki z rurociągów gazowych i zasypywanie nierówności terenu odpadkami;

Freony - udział w efekcie cieplarnianym około 14%. Początkowo stały się przebojem i zrewolucjonizowały chemię gospodarstwa domowego. Szeroko stosowane we wszelkiego rodzaju aerozolach i urządzeniach chłodniczych. Niestety okazało się, że freony niszczą warstwę ozonową atmosfery ziemskiej i narażają nas na działanie promieniowania słonecznego. W 1995 roku całkowicie zaprzestano ich produkcji i zaczęto wycofywać z przemysłu. Freony podobnie jak tlenek azotu są bardzo żywotne i mogą pozostawać w atmosferze nawet przez 130 lat powodując niszczenie warstwy ozonowej.

Ozon O3 - jego udział w efekcie cieplarnianym wynosi 12%. Mowa tutaj o ozonie występującym w przyziemnych warstwach atmosfery. Duże stężenie ozonu jest szkodliwe. Występowanie przyziemnej warstwy ozonu jest spowodowane wtórnym zanieczyszczeniem powietrza;

Tlenek azotu N2O - znany także jako "gaz rozweselający". Pochodzi ze źródeł naturalnych, głównie z roślin, ale wzrost jego ilości powodują samochody, elektrownie węglowe oraz stosowanie nawozów sztucznych. Może pozostawać w atmosferze przez 150 lat i niszczyć ozon. Udział tlenku azotu w efekcie cieplarnianym wynosi około 6%.


ZAGROŻENIA
Najważniejszym z gazów cieplarnianych jest dwutlenek węgla. To właśnie z powodu wzrostu jego ilości w atmosferze średnia temperatura klimatu naszej planety będzie w połowie XXI wieku o 2-3 stopnie wyższa. Ogólne ocieplenie może spowodować zmiany w klimacie całych regionów kuli ziemskiej. Zmieni się układ deszczów i rozmieszczenie najlepszych obszarów rolniczych. W najważniejszych rejonach uprawy pszenicy i kukurydzy gleby mogą stać się suche i w efekcie dawać niższe plony. Światowy rynek żywności jest praktycznie uzależniony od nadwyżek pochodzących z tych właśnie regionów. Dla państw rozwijających się, będących importerami żywności pochodzącej z nadwyżek produkcyjnych skutki mogą być katastrofalne. Przeżycie milionów ludzi z państw Trzeciego Świata może zależeć od tego, czy rolnicy w krajach rozwiniętych zdołają utrzymać poziom produkcji przy mniej sprzyjających warunkach.
Globalne ocieplenie powoduje także wzrost poziomu wód oceanicznych. Górne warstwy oceanów rozszerzają się pod wpływem ciepła, a efekt ten może zostać spotęgowany przez topnienie czap lodowych na biegunach i topnienie lodowców górskich. Niewielkie ocieplenie - około 0,5 C w ciągu ostatniego stulecia - już spowodowało wzrost poziomu wód w oceanach o 15 cm. Gdyby na skutek topnienia lodów na biegunach Ziemi poziom oceanu podniósł się o 1 metr, spowodowałoby to zalanie niektórych wielkich miast. Nowy Jork, Londyn czy Tokio znalazłyby się pod wodą. Niektóre obszary, takie jak atole na Oceanie Indyjskim zupełnie zniknęły by pod wodą. Oczywiście dla obszarów gdzie obecnie nie ma sprzyjających warunków dla upraw rolniczych ocieplenie miałoby skutki pozytywne, ale nie pokryłoby to strat związanych z wysychaniem terenów żyznych, o dużej wydajności produkcyjnej.

Jak przeciwdziałać efektowi cieplarnianemu?

Przeciwdziałanie powstawaniu efektu cieplarnianego polega na kontroli ilości dwutlenku
węgla wprowadzanego do atmosfery. Kontrola może polegać jedynie na:
zmniejszaniu emisji dwutlenku węgla do atmosfery (zmniejszenie ilości spalanych paliw
kopalnych),
sprzyjaniu pochłaniania już wprowadzonego dwutlenku węgla, jedynym skutecznym procesem
jest fotosynteza.


Jacek K