În compoziția atmosferei Pământului intră mai multe gaze diferite. Primul loc este ocupat de azot, cu un procent de 78%. Pe locul al doilea se situează oxigenul, cu un procent de 21%. Procentul de 1% rămas include numeroase alte gaze. Unele dintre acestea, cum sunt heliul și kriptonul, sunt inerte din punct de vedere chimic, adică ele nu reacționează cu alte elemente. Însă alte gaze funcționează ca o pătură care acoperă planeta – acestea sunt gazele cu efect de seră, printre care se numără și dioxidul de carbon.
La fel ca geamurile unei sere, gazele cu efect de seră capturează energia de la soare sub formă de căldură. În lipsa acestui efect de seră, planeta noastră ar fi rece. Temperaturile globale ar înregistra o medie de -18 grade Celsius, potrivit Administrației Naționale pentru Oceane și Atmosferă (NOAA) din Statele Unite. În schimb, suprafața Pământului înregistrează o medie de 15 grade Celsius, ceea ce o face un loc confortabil pentru viață.
Încă din anii 1850, activitățile umane eliberează în atmosferă cantități însemnate de gaze cu efect de seră. Acest lucru a determinat creșterea temperaturilor medii pe tot globul. Per total, în anul 2017, creșterea globală medie a fost de 0,9 grade Celsius față de perioada 1951-1980, potrivit calculelor efectuate de NASA.
Cum afectează gazele cu efect de seră Pământul?
Efectul de seră este o funcție naturală a atmosferei Pământului și face ca viața să fie posibilă pe planeta noastră.
Există patru gaze cu efect de seră despre care ar trebui să ne facem griji. Cel mai cunoscut dintre ele este dioxidul de carbon (CO2). Celelalte sunt metanul, protoxidul de azot și un grup de chimicale cunoscut sub denumirea de clorofluorocarburi (CFC) și înlocuitorii acestora. (CFC sunt agenți de răcire care au jucat un rol în subțierea stratului protector de ozon al planetei. Începând cu anul 1989, aceste substanțe au fost interzise la nivel global.)
Substanțe chimice care încălzesc clima
Odată ce este emis, fiecare gaz cu efect de seră se ridică în aer, unde ajută atmosferă să rețină căldura. Unele dintre aceste gaze capturează mai multă căldură decât altele. De asemenea, unele persistă în atmosferă mai mult timp decât altele, deoarece fiecare are proprietăți chimice diferite și este îndepărtat din atmosferă prin procese chimice diferite.
Excesul de dioxid de carbon provine, în principal, din arderea combustibililor fosili – cărbune, petrol și gaze naturale. Acești combustibili sunt utilizați peste tot, de la alimentarea autovehiculelor și generarea electricității până la fabricarea chimicalelor în industrie. În anul 2016, dioxidul de carbon a reprezentat 81% din gazele cu efect de seră emise de Statele Unite. Alte chimicale sunt mai eficiente la înmagazinarea căldurii în atmosferă. Însă dioxidul de carbon este cel mai abundent și persistă mai mult în atmosferă.
O parte din dioxidul de carbon din atmosferă este îndepărtată de către plante în fiecare an. Totuși, o parte importantă a acestui gaz este eliberată în timpul sezonului rece, atunci când plantele nu cresc. Dioxidul de carbon poate fi absorbit din aer și la nivelul oceanului, unde organismele marine îl convertesc în carbonat de calciu. În cele din urmă, acest compus chimic ajunge în compoziția rocilor de calcar, unde carbonul poate fi stocat timp de milenii. Acest proces de formare a rocilor este lent.
În general, dioxidul de carbon poate persista în atmosferă de la câteva zeci de ani până la câteva mii de ani. Așadar, chiar dacă am stopa emisiile acum, efectul de încălzire ar continua pentru mulți ani.
Metanul (CH4) este principala componentă a gazului natural. El poate proveni și din surse biologice, cum ar fi cultivarea orezului, dejecțiile animale, creșterea vitelor și descompunerea deșeurilor din gropile de gunoi. Metanul reprezintă circa 10% din gazele cu efect de seră emise de S.U.A. Acest gaz captează mai bine căldura decât dioxidul de carbon, însă nu persistă în atmosferă atât de mult timp. El este descompus în atmosferă, unde reacționează cu radicalii hidroxil (-OH).
Protoxidul de azot (N2O) a reprezentat 6% din gazele cu efect de seră emise de S.U.A. în 2016. Acest gaz provine din agricultură, arderea combustibililor fosili și sistemele de canalizare. În ciuda emisiilor sale reduse, acest gaz este de sute de ori mai eficient la captarea căldurii decât dioxidul de carbon și poate persista în atmosferă până la un secol. În fiecare an, doar circa 1% din protoxidul de azot din aer este convertit de plante în amoniac sau alți compuși cu azot. Drept urmare, această cale naturală de îndepărtare a N2O este lentă.
Clorofluorocarburile (CFC) și înlocuitorii lor recenți sunt substanțe fabricate de oameni, iar multe dintre ele au fost utilizate drept agenți de răcire. Altele sunt utilizate ca solvenți în cadrul reacțiilor chimice și ca aerosoli în tuburile spray. Aceste gaze sunt îndepărtate doar atunci când ajung în straturile superioare ale atmosferei (în stratosferă), unde lumina ultravioletă le descompune. Însă acest proces poate dura zeci de ani.
Chimicalele pe bază de fluor sunt gaze cu efect de seră puternice din punct de vedere molecular. Însă emisiile lor sunt atât de reduse comparativ cu cele ale dioxidului de carbon, încât impactul lor este destul de mic. Reducerea emisiilor de metan, protoxid de azot și CFC va ajuta la încetinirea schimbărilor climatice. Dar dacă dorim să rezolvăm problema gazelor cu efect de seră, atunci trebuie să ne ocupăm de dioxidul de carbon, care este emis în cantitățile cele mai mari și a cărui persistență în atmosferă este cea mai îndelungată.
Sursa: Science News Explores