كيميائيًا ، ثاني أكسيد الكربون بسيط للغاية – إنه مجرد ذرة كربون واحدة مرتبطة بذرتين من الأكسجين. معًا يخلقون غازًا عديم اللون يشكل جزءًا صغيرًا فقط من الغلاف الجوي للأرض ، حوالي 0.04٪.
هذا الغاز مهم للحياة على الأرض لأن النباتات تستخدم ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون لتوليد الطاقة من خلال عملية التمثيل الضوئي.
لكن ثاني أكسيد الكربون هو أيضًا السبب الرئيسي لارتفاع درجة حرارة المناخ ، وهو تحول طويل الأمد في درجة الحرارة يهدد النظم البيئية المتوازنة بدقة التي يعتمد عليها البشر.
إذن كيف يكون الشيء الضروري للحياة ضارًا جدًا أيضًا؟ إليك ما يجب معرفته:
لماذا يتسبب ثاني أكسيد الكربون في الاحتباس الحراري؟
يتم تسخين الأرض بواسطة الشمس- حوالي 71٪ من الطاقة الشمسية التي تصل يمتصها الغلاف الجوي والسطح و 29٪ تنعكس مرة أخرى في الفضاء ، وفقًا لوكالة ناسا.
الطاقة التي تأتي من الشمس وحدها لا تكفي لإبقاء الأرض دافئة. قال سكوت دينينج ، أستاذ علوم الغلاف الجوي في جامعة ولاية كولورادو، إنه من أجل ذلك نحتاج إلى الغلاف الجوي للأرض، الذي يعمل مثل غطاء يحبس بعض الحرارة.
وتتكون هذه “البطانية” من عدة غازات يطلق عليها اسم ” غازات الاحتباس الحراري” ، لأنها تحتفظ بالحرارة ، تمامًا مثل الألواح الزجاجية لبيت زجاجي تحتفظ بها حرارة الشمس.
قال دينينج إن تأثير الاحتباس الحراري هو عملية طبيعية. “إنه لمن حسن حظنا حقًا أن لدينا هواء”. بدونها، ستكون الأرض مجرد كرة بيضاء متجمدة معلقة في الفضاء – غير صالحة للسكن، ولكن بدأت هذه العملية الطبيعية في التغيير بسبب حرق البشر للوقود الأحفوري.
هل ثاني أكسيد الكربون من غازات الدفيئة؟
يتكون الغلاف الجوي للأرض من 78٪ نيتروجين و 21٪ أكسجين، مع 1٪ فقط أشياء أخرى. غازات الاحتباس الحراري هي من بين تلك “الأشياء الأخرى”.
ثاني أكسيد الكربون هو أحد الغازات المسببة للاحتباس الحراري، وهو أحد الغازات الأربعة الرئيسية. فيما يتعلق بانبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الولايات المتحدة، إليك قائمة بكميات من وكالة حماية البيئة:
ثاني أكسيد الكربون 79٪
الميثان (غاز طبيعي ) 11٪
أكسيد النيتروز 7٪
غازات مفلورة 3٪
ماذا يعني ثاني أكسيد الكربون؟
سترى غالبًا ثاني أكسيد الكربون مكتوبًا باسم صيغته الكيميائية، CO2، هذا يعني ببساطة أنه جزيء يحتوي على ذرة كربون واحدة واثنين من ذرات الأكسجين.
في النصوص الكيميائية يتم كتابتها على هذا النحو: ثاني أكسيد الكربون حيث يشير الرقم المنخفض إلى وجود ذرتين من الأكسجين.
كيف يعمل ثاني أكسيد الكربون كغاز دفيئة؟
يعتبر ثاني أكسيد الكربون رائعًا في الاحتفاظ بالحرارة جزئيًا لأنه جزيء أكبر من النيتروجين (78٪) والأكسجين (21٪) اللذين يشكلان معظم الغلاف الجوي للأرض. تتكون كل منها من ذرتين، وليس ثلاث ذرات ، أو اثنين من النيتروجين أو اثنين من الأكسجين.
تعني هذه الهندسة أنها تتفاعل فقط مع طول موجي ضيق من الضوء. تعني الهندسة الأكثر تعقيدًا لجزيئات ثاني أكسيد الكربون أن بإمكانها امتصاص نطاق أوسع بكثير من موجات الضوء، بما في ذلك موجات الأشعة تحت الحمراء التي تحمل الحرارة.
لذلك كلما زاد عدد جزيئات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، زادت الحرارة التي يمكنها احتجازها.
إنه توازن دقيق، القليل جدًا من ثاني أكسيد الكربون ولن تبقى الأرض في درجة حرارة مناسبة للحياة، كثيرًا وتبدأ درجة الحرارة في الارتفاع.
لاحظ أن ثاني أكسيد الكربون هو غاز الدفيئة الأكثر مناقشة لأنه على الرغم من أنه أقل قوة من البعض مثل الميثان (الغاز الطبيعي) ، فإنه يبقى في الغلاف الجوي لمئات بل وآلاف السنين.
من أين يأتي ثاني أكسيد الكربون؟
ثاني أكسيد الكربون هو ما يزفره الناس والحيوانات بعد استنشاق الأكسجين. لكن هذا متوازن بالنباتات التي نأكلها ، لذلك لا يؤثر البشر والحيوانات على توازن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي . إنها دورة ، البشر والحيوانات الأخرى يزفرون ثاني أكسيد الكربون ولكنه نفس الكربون الذي “استنشق” من قبل النباتات التي نأكلها ، لذا فهو لا يساهم في الاحتباس الحراري.
يأتي ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من مصدرين رئيسيين ، الأنشطة الطبيعية والبشرية. يأتي ثاني أكسيد الكربون الطبيعي من إطلاق الغازات من المحيطات ، وتحلل النباتات ، وحرائق الغابات والبراكين.
بدأ البشر في تغيير توازن الغازات المسببة للاحتباس الحراري في الغلاف الجوي حوالي عام 1750. وذلك عندما بدأت الثورة الصناعية في إنجلترا وبدأت المصانع في حرق الفحم لتشغيل الآلات. أضاف هذا ثاني أكسيد الكربون الجديد إلى الغلاف الجوي من الوقود الأحفوري الذي دفن في أعماق الأرض لملايين السنين.
إليكم مقدار التغيير الذي طرأ على التوازن: على مدار 400 ألف عام الماضية ، تقلبت كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بين 200 و 280 جزءًا في المليون ، وفقًا لوكالة ناسا.
في عام 1750 قدرت كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بحوالي 280 جزء في المليون.
اليوم ، ارتفع إلى 418 جزءًا في المليون ، وهو أعلى مستوى له منذ 3.6 مليون سنة.
عندما بدأ الناس في حرق المزيد من الوقود الأحفوري ، زادت الكميات. وفقًا لوكالة ناسا ، فإن نصف الزيادة في تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في آخر 300 عام حدثت منذ عام 1980 ، وربعها منذ عام 2000.
كيف يمكن لمثل هذه الكمية الضئيلة من ثاني أكسيد الكربون أن تسبب الكثير من المتاعب؟
قد لا يبدو الفرق بين 280 جزءًا في المليون و 418 كثيرًا ، لكن هذا يعني أن البشر قد ولّدوا ما يقدر بنحو 1.5 تريليون طن من تلوث ثاني أكسيد الكربون في الـ 150 عامًا الماضية.
هذا يعني أن البطانية حول الأرض أصبحت أكثر سمكًا ولها تأثير. منذ عام 1880 ، زادت درجة الحرارة السنوية العالمية بمقدار 1.9 درجة ، مع حدوث معظم الاحترار منذ عام 1975.
زيادة 1.9 درجة ليست بهذا القدر ، أليس كذلك؟
يتطلب الأمر قدرًا كبيرًا من الطاقة لتدفئة جميع المحيطات والغلاف الجوي والأرض بمقدار درجتين تقريبًا.
تتسبب هذه الحرارة الإضافية في أن تصبح أنماط الطقس أكثر كثافة وغير منتظمة.
كما أنه يجعل الأمور أكثر سخونة. كانت السنوات السبع الماضية الأكثر دفئًا على كوكب الأرض “بهامش واضح” ، وفقًا لبحث جديد صدر هذا الأسبوع من قبل خدمة كوبرنيكوس لتغير المناخ ، وهي مجموعة تابعة للاتحاد الأوروبي.
نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون يبقى في الغلاف الجوي لمدة تتراوح من 300 إلى 1000 عام ، فلن تنخفض المستويات بسرعة بغض النظر عن مقدار خفض البشرية للإنتاج. ولكن إذا لم يتم قطعها ، فسوف ترتفع درجة الحرارة أكثر.
هذا يعني أن عام 2022 كان على الأرجح أحد أروع السنوات التي سيتذكرها الأطفال على قيد الحياة اليوم.
هل الكربون وثاني أكسيد الكربون نفس الشيء؟
هم ليسوا كذلك. الكربون عنصر أسود صلب بينما ثاني أكسيد الكربون غاز عديم اللون.
ولكن عندما يتحدث الناس عن تغير المناخ ، فإنهم يستخدمون “الكربون” كاختصار لـ “ثاني أكسيد الكربون”. عندما يقول شخص ما “محايد الكربون” أو “خالٍ من الكربون” ، فإنهم يتحدثون في الواقع عن تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة.
