Din secolul al XVIII-lea, omenirea a extras combustibilii fosili din siguranța depozitelor lor de sub pământ și i-a ars pentru a genera electricitate și căldură. Am convertit cărbuni, petrol și gaze naturale în peste două trilioane de tone de dioxid de carbon și alte gaze cu efect de seră, pe care le-am eliminat în atmosferă.
Rezultatul acestor emisii este creșterea temperaturii de la suprafața planetei cu circa 1,2 grade Celsius față de perioada preindustrială. Motivul este faptul că adăugarea unei cantități suplimentare de carbon la ciclul natural al carbonului a provocat un dezechilibru în sistemul energetic al Pământului.
Pentru încălzirea întregii planete este necesară o cantitate enormă de energie suplimentară. Studiile recente arată că, în doar 50 de ani, am adăugat energie echivalentă cu energia a 25 de miliarde de bombe nucleare. Cea mai mare parte a acestei energii a fost înmagazinată în oceane, ceea ce a produs încălzirea rapidă a acestora.
Zona locuibilă
Mercur este cea mai apropiată planetă de Soare. Ea este fierbinte, având o temperatură medie de 167 grade Celsius, însă îi lipsește atmosfera. De aceea, Venus, a doua planetă de la Soare, este cea mai fierbinte planetă din sistemul nostru solar, având o temperatură medie de 464 grade Celsius. Motivul este atmosfera sa mult mai densă decât cea a Pământului. Este posibil ca Venus să fi avut cândva și oceane de apă în stare lichidă, însă un efect de seră puternic a determinat înmagazinarea unei cantități imense de căldură.
Motivul pentru care viața există pe Pământ este faptul că planeta noastră orbitează în zona locuibilă (denumită și zonă Goldilocks), adică distanța potrivită față de Soare, unde nu este nici prea cald, nici prea rece. Puțină căldură din interiorul Pământului ajunge la suprafață, ceea ce face planeta noastră dependentă de o sursă de energie externă – Soarele.
Atunci când lumina și căldura Soarelui ating Pământul, o parte a acestora este absorbită de suprafață, iar o altă parte este reflectată înapoi în spațiu. Vedem o parte din energia emisă de Soare deoarece astrul nostru este fierbinte, iar obiectele fierbinți emit radiații din domeniul vizibil al spectrului electromagnetic (sub formă de lumină).
Pentru că Pământul este mult mai rece decât Soarele, radiația emisă de planeta noastră este din domeniul invizibil – domeniul infraroșu. O mare parte a acestei energii ajunge în spațiu, dar nu toată. Unele gaze din atmosferă sunt foarte eficiente la absorbirea acestei energii. Aceste gaze, denumite gaze cu efect de seră, apar în mod natural în atmosfera Pământului și mențin planeta suficient de caldă pentru a fi locuibilă. Așadar, este vorba despre o altă zonă Goldilocks.
Mai există și o a treia zonă Goldilocks: istoria recentă. Civilizația umană a apărut în cei 10.000 de ani neobișnuit de blânzi de după ultima eră glaciară, perioadă în care clima nu a fost nici prea caldă, nici prea rece în cea mai mare parte a globului.
Însă acum, din cauza schimbărilor climatice, există riscul real de a ne îndepărta de condițiile climatice confortabile care au permis omenirii să se extindă, să facă agricultură, să construiască orașe și să creeze. Combustibilii fosili bogați în energie, care au făcut posibilă apariția civilizației industriale, sunt însoțiți de un cadou otrăvit: ardem combustibilii acum, dar plătim factura mai târziu.
Schimbările climatice: intră mai multă energie decât iese
Gazele cu efect de seră sunt puternice. Este nevoie doar de o concentrație mică pentru a obține efecte semnificative.
Omenirea a crescut deja cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă cu 50% și a adăugat volume considerabile de metan și protoxid de azot. Acest lucru perturbă efectul de seră necesar susținerii vieții.
Un studiu recent sugerează că dezechilibrul energetic este echivalent cu captarea a aproximativ 380 de zettajouli de căldură suplimentară în perioada 1971-2020 (un zettajoul este egal cu 1.000.000.000.000.000.000.000 de jouli).
Harta temperaturilor suprafeței oceanelor arată anomaliile raportate la media pe termen lung, pe 30 aprilie 2023. | Hartă: NOAA (CC BY 4.0)
Bomba nucleară care a distrus orașul Hiroshima a produs o energie estimată la 15.000.000.000.000 de jouli. Aceasta înseamnă că efectul emisiilor de gaze cu efect de seră din ultimii 50 de ani este echivalentul a circa 25 de miliarde de bombe nucleare.
Unde este înmagazinată atât de multă căldură?
Până în prezent, aproape toată (90%) căldura captată este înmagazinată în apa oceanelor, mai ales în primul kilometru de la suprafața apei. Apa este un rezervor excelent de căldură. Ea are nevoie de multă energie pentru a se încălzi. Oceanele mai calde contribuie mult la fenomenul de albire a coralilor și la creșterea nivelurilor mării.
Este nevoie de mult timp pentru a înmagazina toată această căldură în oceane, dar odată ajunsă aici, căldura nu dispare. Inversarea completă a încălzirii globale s-ar putea să nu fie fezabilă. Doar a opri creșterea temperaturilor înseamnă a corecta dezechilibrul și a reduce nivelurile de dioxid de carbon la valoarea preindustrială de 280 ppm.
Dacă am putea ajunge la emisii nete zero, probabil că vom putea opri o încălzire globală suplimentară, iar concentrațiile de dioxid de carbon vor începe încet să se reducă. În mod realist, aceasta înseamnă reducerea rapidă a emisiilor la scară largă și implementarea unor metode de captare a carbonului pentru a compensa pentru emisiile ce nu pot fi eliminate.
Pentru a răci planeta la nivelurile preindustriale, ar fi necesare emisii nete negative, ceea ce înseamnă extragerea a și mai mult carbon din atmosferă.
Din păcate, nu suntem încă acolo. Emisiile de gaze cu efect de seră sunt aproape de niveluri record. Însă producția de energie curată se accelerează. Anul acesta ar putea fi primul în care emisiile din producția energiei electrice ar putea să scadă.
Sursa: Phys.org