لقد وصل النشاط البشري بالفعل إلى هذا النطاق بحيث وصل المحتوى الكلي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض إلى الحد الأقصى المسموح به من القيم. النظم الطبيعية - الأرض والغلاف الجوي والمحيطات - تخضع لتأثير مدمر.
حقائق مهمة
محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض يتزايد باستمرار على مدى القرن الماضي. بالإضافة إلى CO2، تدخل غازات أخرى هناك أيضًا ، والتي لا تنتمي إلى المكونات الطبيعية للنظام البيئي العالمي.
على سبيل المثال ، تشمل هذه المركبات الفلورو كلورو الهيدروكربونية. هذه الشوائب الغازية تنبعث وتمتص الإشعاع الشمسي الذي يؤثر على مناخ الكوكب. بشكل جماعي ، CO2، تسمى المركبات الغازية الأخرى التي تدخل الغلاف الجوي بغازات الاحتباس الحراري.
الخلفية التاريخية
ما هي كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي؟ فكر Svante Arrhenius في هذا السؤال في وقت واحد. كان قادرًا على إثبات العلاقة بين انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتغير المناخ. وأشار العالم إلى أنه عندما يتم حرق المعادن ، يزداد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل كبير.
حذر من أن زيادة حجم الوقود المحروق قد يؤدي إلى انتهاك توازن إشعاع الأرض.
حقائق حديثة
اليوم ، يدخل المزيد من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي عند حرق الوقود ، وكذلك بسبب التغيرات التي تحدث في الطبيعة بسبب إزالة الغابات ، وزيادة الأراضي الزراعية.
آلية تأثير ثاني أكسيد الكربون على الحياة البرية
يؤدي ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري. إذا كان أول أكسيد الكربون (IV) شفافًا أثناء الإشعاع الشمسي قصير الموجة ، فإنه يمتص إشعاع الموجة الطويلة ، ويشع الطاقة في جميع الاتجاهات. نتيجة لذلك ، يزداد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل كبير ، وتسخن سطح الأرض ، وتصبح الطبقات السفلية من الغلاف الجوي ساخنة. مع زيادة لاحقة في كمية ثاني أكسيد الكربون ، تغير المناخ العالمي ممكن.
لهذا من المهم توقع الكمية الإجمالية لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض.
المصادردخول الغلاف الجوي
من بينها الانبعاثات الصناعية. يتزايد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بسبب الانبعاثات البشرية. يعتمد النمو الاقتصادي بشكل مباشر على كمية الموارد الطبيعية المحروقة ، حيث أن العديد من الصناعات عبارة عن مؤسسات كثيفة الاستخدام للطاقة.
تشير نتائج الدراسات الإحصائية إلى أنه منذ نهاية القرن الماضي في العديد من البلدان كان هناك انخفاض في تكاليف الطاقة المحددة مع زيادة كبيرة في أسعار الكهرباء.
يتم تحقيق استخدامه الفعال من خلال تحديث العملية التكنولوجية ، والمركبات ، واستخدام التقنيات الجديدة في بناء ورش الإنتاج. انتقلت بعض الدول الصناعية المتقدمة من تطوير الصناعات التحويلية والمواد الخام إلى تطوير تلك المجالات التي تعمل في تصنيع المنتج النهائي.
النسبة المئوية لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ليست قيمة ثابتة. مع الحد الأدنى من تطوير قاعدة الإنتاج ، ووجود غابة كثيفة ، يكون لها أداء ضئيل.
في المناطق الحضرية الكبيرة ذات القاعدة الصناعية الجادة ، تكون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أعلى بكثير ، نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون2غالبًا ما يكون منتجًا ثانويًا للصناعات التي ترضي أنشطتها احتياجات التعليم والطب.
في البلدان النامية ، تعتبر الزيادة الكبيرة في استخدام الوقود عالي الجودة لكل 1 من السكان عاملاً خطيرًا للانتقال إلى مستوى معيشة أعلى. يتم طرح الفكرة حاليًا ، وفقًا لـحيث من الممكن استمرار النمو الاقتصادي وتحسين مستويات المعيشة دون زيادة كمية الوقود المحترق.
اعتمادًا على المنطقة ، يتراوح محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من 10 إلى 35٪.
العلاقة بين استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون
لنبدأ بحقيقة أن الطاقة لا تنتج فقط من أجل الحصول عليها. في البلدان الصناعية المتقدمة ، يستخدم معظمه في الصناعة ، للتدفئة والتبريد للمباني ، وللنقل. أظهرت الدراسات التي أجرتها المراكز العلمية الكبرى أنه باستخدام تقنيات توفير الطاقة ، يمكن تحقيق انخفاض كبير في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض.
على سبيل المثال ، تمكن العلماء من حساب أنه إذا تحولت الولايات المتحدة إلى تقنيات أقل استهلاكًا للطاقة في إنتاج السلع الاستهلاكية ، فإن هذا من شأنه أن يقلل من كمية ثاني أكسيد الكربون التي تدخل الغلاف الجوي بنسبة 25٪. على المستوى العالمي ، هذا من شأنه أن يقلل من مشكلة تأثير الاحتباس الحراري بنسبة 7٪.
كربون في الطبيعة
عند تحليل مشكلة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض ، نلاحظ أن الكربون ، وهو جزء منه ، حيوي لوجود الكائنات الحية. تؤدي قدرتها على تكوين سلاسل كربونية معقدة (روابط تساهمية) إلى ظهور جزيئات البروتين الضرورية للحياة. دورة الكربون الحيوي هي عملية معقدة ،لأنه لا يشمل فقط وظائف الكائنات الحية ، ولكن أيضًا نقل المركبات غير العضوية بين خزانات الكربون المختلفة ، وكذلك داخلها.
يشمل ذلك الغلاف الجوي ، والكتلة القارية ، بما في ذلك التربة ، وكذلك الغلاف المائي والغلاف الصخري. على مدى القرنين الماضيين ، لوحظت تغييرات في تدفقات الكربون في نظام الغلاف الحيوي والغلاف الجوي والغلاف المائي ، والتي في شدتها تتجاوز بشكل كبير معدل العمليات الجيولوجية لنقل هذا العنصر. هذا هو السبب في أننا نحتاج إلى قصر أنفسنا على النظر في العلاقات داخل النظام ، بما في ذلك التربة.
بدأت الدراسات الجادة المتعلقة بتحديد المحتوى الكمي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض منذ منتصف القرن الماضي. Killing هو الرائد في مثل هذه الحسابات ، والذي يعمل في مرصد Mauna Loa الشهير.
أظهر تحليل الملاحظات أن التغيرات في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تتأثر بدورة التمثيل الضوئي ، وتدمير النباتات على الأرض ، فضلاً عن التغير السنوي في درجات الحرارة في المحيطات. خلال التجارب ، كان من الممكن معرفة أن المحتوى الكمي لثاني أكسيد الكربون في نصف الكرة الشمالي أعلى بكثير. اقترح العلماء أن هذا يرجع إلى حقيقة أن معظم الدخل البشري يقع في هذا النصف من الكرة الأرضية.
بالنسبة للتحليل ، تم أخذ عينات من الهواء بدون طرق خاصة ، بالإضافة إلى عدم مراعاة أخطاء الحساب النسبية والمطلقة. من خلال تحليل فقاعات الهواء الموجودة في النوى الجليدية ، تمكن الباحثون من ذلكإنشاء بيانات عن محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض في حدود 1750-1960
الخلاصة
على مدى القرون الماضية ، كانت هناك تغييرات كبيرة في النظم البيئية القارية ، والسبب هو الزيادة في التأثير البشري المنشأ. مع زيادة المحتوى الكمي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكبنا ، يزداد تأثير الاحتباس الحراري ، مما يؤثر سلبًا على وجود الكائنات الحية. هذا هو السبب في أنه من المهم التحول إلى تقنيات توفير الطاقة التي تسمح بتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون2في الغلاف الجوي.
