El autor del efecto invernadero. Mecanismo y consecuencias del efecto invernadero
La civilización moderna tiene una fuerte influencia en la naturaleza. Por regla general, es negativo. La deforestación, el drenaje de los pantanos y la liberación constante de una gran cantidad de sustancias nocivas en la atmósfera no es una lista completa de las "virtudes" de la humanidad. Muchos creen que la misma categoría pertenece al efecto invernadero. ¿Es este realmente el caso?
Antecedentes históricos
Por cierto, ¿quién fue el autor del efecto invernadero (es decir, los que descubrieron este fenómeno)? ¿Quién describió el proceso por primera vez y explicó su impacto en el medio ambiente? Una idea similar apareció en el distante 1827. El autor del artículo científico fue Joseph Fourier. En su trabajo describió los mecanismos de la formación del clima en nuestro planeta.
La naturaleza inusual de este trabajo para ese tiempo era que Fourier consideró las características temperatura-clima de las diversas correas de la tierra. Ese fue el autor del efecto invernadero, quien fue el primero en explicar la experiencia de Saussure.
Experimento de Saussure
Para convencerse de sus conclusiones, el científico utilizó la experiencia de M. de Saussure, que utiliza un recipiente cubierto desde el interior con hollín, cuyo cuello está cubierto de vidrio. De Saussure estableció un experimento, durante el cual medía constantemente la temperatura dentro y fuera del frasco. Por supuesto, aumentó constantemente en el volumen interno. Fourier fue el primero en explicar este fenómeno por la acción simultánea de dos factores simultáneamente: el bloqueo del intercambio de calor y la permeabilidad diferente de las paredes de los vasos para los rayos de luz con diferentes longitudes de onda.
Su mecanismo es bastante simple: cuando la temperatura superficial aumenta, la luz visible es absorbida, el calor empieza a irradiar. Puesto que el material pasa perfectamente la luz visible, pero prácticamente no conduce el calor, éste se acumula en el volumen interno del recipiente. Como puede ver, el mecanismo del efecto invernadero puede ser justificado fácilmente por cada persona que estudió el curso estándar de física en la escuela. El fenómeno es bastante simple, ¡pero cuánto problema trae a nuestro planeta!
La aparición del término
Vale la pena saber que Joseph Fourier es el autor del efecto invernadero en términos de su descripción inicial en la literatura. ¿Pero quién inventó el término en sí? Por desgracia, no vamos a obtener una respuesta a esta pregunta. En la literatura posterior, el fenómeno, descubierto por Fourier, recibió su nombre moderno. Hoy en día, cada ecólogo conoce el término "efecto invernadero".
Pero el principal descubrimiento de Fourier fue la justificación de la identidad real de la atmósfera de la Tierra y del vidrio ordinario. En pocas palabras, la atmósfera de nuestro planeta es perfectamente permeable a la radiación de luz visible, pero no pasa bien en el rango de infrarrojos. Después de acumular calor, la Tierra prácticamente no lo da. Eso es quién fue el autor del efecto invernadero. Pero, ¿por qué ocurre este efecto?
Sí, describimos el mecanismo primitivo de su aparición, pero la ciencia moderna fue capaz de demostrar que bajo condiciones ordinarias, los rayos IR todavía pueden extenderse libremente más allá de la atmósfera planetaria. ¿Cómo sucede que los mecanismos naturales para ajustar la "temporada de calefacción" fracasen?
Causas
En general, los hemos descrito con suficiente detalle al principio de nuestro artículo. La aparición de este fenómeno se ve facilitada por los siguientes factores:
- Quema continua y excesiva de combustibles fósiles.
- Cada año, más y más volúmenes de gases industriales entran en la atmósfera del planeta.
- Los bosques son constantemente cortados, sus áreas están siendo reducidas debido a los incendios y la degradación de la capa del suelo.
- Fermentación anaeróbica, la liberación de metano desde el fondo de los océanos.
Usted debe saber que los principales "culpables", que desencadenan el mecanismo del efecto invernadero, son los siguientes cinco gases:
- Monóxido de carbono divalente, también es dióxido de carbono. El efecto invernadero del 50% se proporciona a su costa.
- Compuestos de carbono de cloro y flúor (25%).
- Dióxido de nitrógeno (8%). Gas tóxico, un desecho típico de industrias químicas y metalúrgicas mal equipadas.
- Ozono del nivel del suelo (7%). A pesar de su papel crucial en la protección de la Tierra de la radiación ultravioleta excesiva, puede contribuir a la retención de calor en su superficie.
- Aproximadamente el 10% de metano.
¿De dónde vienen estos gases? ¿Cuál es su efecto?
– Dióxido de carbono. Es en grandes volúmenes que entra en la atmósfera cuando una persona quema combustibles fósiles. Alrededor de un tercio de su exceso (por encima del nivel natural) se debe al hecho de que una persona destruye intensivamente los bosques. La misma función la realiza el proceso de aceleración constante de la desertificación de tierras fértiles.
Todo esto significa reducir la cantidad de vegetación que puede absorber eficazmente el dióxido de carbono, que de muchas maneras estimula el efecto invernadero. Las causas y consecuencias de este fenómeno están interrelacionadas: cada año la cantidad de dióxido de carbono emitido a la atmósfera crece aproximadamente en un 0,5%, lo que estimula tanto la acumulación adicional de calor excesivo como los procesos de degradación de la vegetación en la superficie del planeta.
– Clorofluorocarbonos. Como ya hemos dicho, estos compuestos proporcionan un efecto invernadero del 25%. Las causas y consecuencias de este fenómeno han sido estudiadas durante mucho tiempo. En la atmósfera, aparecen debido a la producción industrial, especialmente obsoleta. Los refrigerantes peligrosos y tóxicos contienen estas sustancias en grandes cantidades, y las medidas para evitar su fuga claramente no dan el resultado esperado. Las consecuencias de su apariencia son aún más terribles:
- En primer lugar, son extremadamente tóxicos para los seres humanos y los animales, y para la flora, el vecindario con compuestos de flúor y cloro no es muy útil.
- En segundo lugar, estas sustancias pueden acelerar significativamente el desarrollo del efecto invernadero.
- En tercer lugar, destruyen la capa de ozono, que protege nuestro planeta de la radiación ultravioleta agresiva.
– Metano. Uno de los gases más importantes, cuyo contenido elevado en la atmósfera implica el término "efecto invernadero". Necesitamos saber que en apenas cien años, su volumen en la atmósfera del planeta se ha duplicado. En principio, la mayor parte proviene de fuentes bastante naturales:
- Campos del arroz en Asia.
- Complejos ganaderos.
- Sistemas de limpieza de aguas residuales domésticas de grandes asentamientos.
- Cuando se descompone y se descompone la materia orgánica en las profundidades de los pantanos, en vertederos.
Hay informes de que las emisiones de grandes cantidades de metano se originan desde las profundidades del Océano Mundial. Tal vez este fenómeno se explica por la actividad vital de las grandes colonias bacterianas, para las cuales el metano es el principal subproducto del metabolismo.
Es necesario destacar especialmente la "contribución" al desarrollo del efecto invernadero por parte de las empresas productoras de petróleo: una cantidad considerable de este gas se emite a la atmósfera como un subproducto. Además, la siempre creciente película de productos petrolíferos en la superficie del Océano Mundial también contribuye a la descomposición acelerada de la materia orgánica, que se acompaña de emisiones de metano.
– Óxido nítrico. En grandes volúmenes se forma en el curso de muchas industrias químicas. Es peligroso no sólo para la participación más activa en el mecanismo de invernadero. La cuestión es que cuando se combina con el agua atmosférica esta sustancia forma el ácido nítrico más real, incluso en una concentración débil. Es de aquí que empiezan todas las lluvias ácidas, que tienen un impacto muy negativo en la salud de las personas.
Escenarios teóricos de las perturbaciones climáticas globales
¿Cuáles son las consecuencias globales del efecto invernadero? Es difícil decir esto con seguridad, ya que los científicos están lejos de una conclusión inequívoca. Actualmente, existen varios escenarios. Para desarrollar modelos informáticos, se tienen en cuenta muchos factores diferentes que pueden acelerar o frenar el desarrollo del efecto invernadero. Veamos los catalizadores de este proceso:
- Aislamiento de los gases descritos anteriormente debido a la actividad tecnogénica del hombre.
- Emisión de CO 2 por descomposición térmica de hidrocarburos naturales. Es interesante saber que la corteza de nuestro planeta contiene dióxido de carbono en 50.000 veces más que en el espacio aéreo. Por supuesto, se trata de un monóxido de carbono unido químicamente.
- Dado que los efectos principales del efecto invernadero son un aumento de la temperatura del agua y del aire en la superficie del planeta, se intensifica la evaporación de la humedad de la superficie de los mares y océanos. Como consecuencia, la permeabilidad de la atmósfera para la radiación infrarroja es aún peor.
- Los océanos contienen alrededor de 140 billones de toneladas de dióxido de carbono, que a medida que sube la temperatura del agua comienza a liberarse intensamente en la atmósfera, lo que contribuye a un desarrollo más dinámico del proceso de invernadero.
- La caída de la reflectividad del planeta, que conduce a una acelerada acumulación de calor por su atmósfera. Esto se ve facilitado por la fusión de los glaciares y la desertificación de la tierra.
¿Qué factores frenan el desarrollo del efecto invernadero?
Se supone que la principal corriente caliente – la Corriente del Golfo – está disminuyendo constantemente. En el futuro, esto causará una caída significativa de la temperatura, lo que ralentizará el efecto de la acumulación de gases de efecto invernadero. Además, para cada grado de calentamiento general, el área de cobertura de nubes sobre todo el territorio del planeta aumenta en aproximadamente 0,5%, lo que contribuye a una reducción significativa en la cantidad de calor que la Tierra recibe del espacio.
Preste atención: la esencia del efecto invernadero es aumentar la temperatura total de la superficie de la tierra. Por supuesto, no hay nada bueno en esto, pero son precisamente estos factores que a menudo contribuyen a mitigar las consecuencias de este fenómeno. En principio, es por eso que muchos científicos creen que el tema mismo del calentamiento global pertenece a la categoría de fenómenos bastante naturales que han ocurrido regularmente a lo largo de la historia de la Tierra.
Cuanto mayor es la volatilidad, más precipitación anual se hace. Esto provoca tanto la restauración de los pantanos como el crecimiento acelerado de la flora, que es responsable de la eliminación del exceso de dióxido de carbono en la atmósfera del planeta. También se espera que la mayor cantidad de precipitación en el futuro contribuirá a una expansión significativa del área de los mares tropicales poco profundos.
Los corales, que habitan, son los más importantes utilizadores de dióxido de carbono. Estando químicamente ligado, va a construir su esqueleto. Finalmente, si la humanidad reduce la tasa de deforestación incluso ligeramente, entonces su área se recuperará muy rápidamente, ya que el mismo dióxido de carbono es un estimulante excelente para la propagación de las plantas. ¿Cuáles son las posibles consecuencias del efecto invernadero?
Los principales escenarios del futuro de nuestro planeta
En el primer caso, los científicos sugieren que el calentamiento global ocurrirá lentamente. Y este punto de vista tiene muchos partidarios. Ellos creen que el Océano Mundial, que es un acumulador de energía gigante, será capaz de absorber el exceso de calor durante mucho tiempo. Tal vez, no será un milenio antes de que el clima en el planeta realmente cambie radicalmente.
El segundo grupo de científicos, por otra parte, está a favor de una variante relativamente rápida de los cambios catastróficos. Este problema del efecto invernadero es ahora muy popular, se discute en casi todos los congresos científicos. Desafortunadamente, hay suficiente evidencia para esta teoría. Se cree que en los últimos cien años la concentración de dióxido de carbono ha aumentado en al menos el 20-24%, y la cantidad de metano en la atmósfera ha aumentado completamente en un 100%. En el escenario más pesimista, se cree que la temperatura del planeta a finales de este siglo puede llegar a un récord de 6.4 ° C.
Así, en este caso, el efecto invernadero en la atmósfera terrestre causará simplemente problemas mortales para todos los habitantes de las zonas costeras.
Un fuerte aumento en el nivel del Océano
El hecho es que tales anomalías de temperatura están llenas de un aumento extremadamente agudo y casi impredecible en el nivel del Océano Mundial. Por ejemplo, de 1995 a 2005. Esta cifra era de 4 cm, aunque los científicos se disputaban entre sí que no valía la pena esperar un aumento por encima de un par de centímetros. Si todo continúa al mismo ritmo, para el final del siglo XXI el nivel del Océano Mundial será por lo menos 88-100 cm más alto que el actual. Mientras tanto, alrededor de 100 millones de personas en nuestro planeta viven a unos 87-88 cm por encima del nivel del mar.
Reducción de la reflectividad de la superficie del planeta
Cuando escribimos sobre el efecto invernadero, el artículo menciona repetidamente que estimula una disminución adicional en la reflectividad de la superficie de la Tierra, facilitada por la deforestación y la desertificación.
Muchos científicos demuestran que la capa de hielo en los polos puede reducir la temperatura global del planeta en al menos dos grados y el hielo que cubre la superficie de las aguas polares inhibe fuertemente el proceso de emisión de dióxido de carbono y metano a la atmósfera. Además, en el área de las capas polares de hielo generalmente no hay vapor de agua, lo que estimula significativamente el efecto invernadero mundial.
Todo esto afectará tanto al ciclo mundial del agua que la frecuencia de tornados, monstruosos en su poder destructivo de huracanes y tornados, crecerá varias veces, lo que hará prácticamente imposible que la gente viva incluso en aquellos territorios que están muy lejos de las costas de los océanos. Desafortunadamente, la redistribución del agua conducirá al fenómeno opuesto. Hoy en día, las sequías son un problema del 10% del globo, y en el futuro el número de esas regiones puede llegar a crecer al 35-40% a la vez. Esta es una perspectiva triste para la humanidad.
Para nuestro país, la previsión en este caso es mucho más favorable. Los climatólogos creen que la mayor parte del territorio de Rusia será muy adecuado para la agricultura normal, el clima se hará mucho más suave. Por supuesto, la mayoría de las áreas costeras (y tenemos un montón de ellos) simplemente inundar.
El tercer escenario supone que un corto período de aumento de temperatura será reemplazado por el enfriamiento global. Ya hemos hablado de la desaceleración de la Corriente del Golfo, de las consecuencias. Imagínese que esta cálida corriente se detendrá por completo … Por supuesto, antes de los eventos descritos en la película "El día después de mañana", no llegará a pasar, pero en el planeta definitivamente se hará mucho más frío. No por mucho tiempo, sin embargo.
Algunos matemáticos se adhieren a la teoría (modelada, naturalmente), según la cual el efecto invernadero en la Tierra llevará al hecho de que durante 20-30 años el clima en Europa no será más cálido que en nuestro país. También suponen que después de eso el calentamiento continuará, cuyo escenario se describe en la segunda variante.
Conclusión
Sea lo que sea, pero bueno en las previsiones de los científicos no es tanto. Sólo resta esperar que nuestro planeta sea un mecanismo más complejo y perfecto de lo que imaginamos. Tal vez, será posible evitar tales consecuencias tristes.