كيف تبقى الأرض دافئة

تأثير الاحتباس الحراري

تأثير الاحتباس الحراري ليس شيئًا سيئًا. فبدونه، سيكون متوسط درجة حرارة الأرض حوالي -18°م (0°ف): وهي درجة باردة جدًا لا تسمح بوجود الماء السائل أو الحياة كما نعرفها.

إليك كيف يعمل:

1. ترسل الشمس الطاقة إلى الأرض على شكل ضوء مرئي.

2. يمتص سطح الأرض ذلك الضوء ويعيد إصداره على شكل إشعاع تحت الحمراء (الحرارة).

3. تمتص بعض الغازات في الغلاف الجوي: ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، والميثان (CH₄)، وبخار الماء (H₂O)، وأكسيد النيتروز (N₂O): ذلك الإشعاع unter الحمراء بدلاً من السماح له بالهروب إلى الفضاء.

4. تُعيد هذه الغازات إصدار الحرارة في جميع الاتجاهات، بما في ذلك باتجاه سطح الأرض.

هذا ما يبقي كوكبنا عند متوسط درجة حرارة قابلة للعيش تبلغ حوالي 15°م (59°ف).

المشكلة ليست في تأثير الدفيئة نفسه: بل في أننا نقوّيه بإضافة المزيد من هذه الغازات إلى الغلاف الجوي.

ما تظهره الأدلة

الأدلة على تغير المناخ

يُبنى علم المناخ على خطوط أدلة مستقلة متعددة. إليك أبرزها:

اللب الجليدي: يقوم العلماء بحفر عميق في الصفائح الجليدية في أنتاركتيكا وغرينلاند، مستخرجين أسطوانات من الجليد تحتوي على فقاعات صغيرة من الغلاف الجوي القديم. تسمح هذه الفقاعات لنا بقياس ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة على مدى 800,000 سنة. تُظهر البيانات أن ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة كانا دائماً يتحركان معاً: وأن مستويات ثاني أكسيد الكربون الحالية أعلى بكثير مما كانت عليه في سجل الـ 800,000 سنة.

منحنى كيلينغ: في عام 1958، بدأ تشارلز ديفيد كيلينغ قياس ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عند مرصد ماونا لوا في هاواي. تُظهر قياساته اتجاهاً تصاعدياً مستمراً من 315 جزء في المليون إلى أكثر من 420 جزء في المليون اليوم، مع نمط مميز يشبه أسنان المنشار ناتج عن نمو النباتات الموسمي.

سجلات درجة الحرارة: تُظهر سجلات مقياس الحرارة منذ الخمسينيات من القرن التاسع عشر اتجاهاً واضحاً للارتفاع في درجة الحرارة، خاصةً منذ عام 1980. وقد حدثت أحر عشر سنوات مسجلة جميعها منذ عام 2010.

ارتفاع مستوى سطح البحر: ارتفع مستوى سطح البحر العالمي حوالي 20 سم (8 بوصات) منذ عام 1900، ومعدل الارتفاع آخذ في التسارع. يأتي هذا من مصدرين: التمدد الحراري (الماء الدافئ يشغل مساحة أكثر) وذوبان الجليد.

تراجع الأنهار الجليدية: تتقلص الأنهار الجليدية في جميع أنحاء العالم. كان في حديقة الأنهار الجليدية الوطنية في مونتانا 150 نهرًا جليديًا في عام 1850؛ واليوم لم يتبقَ منها سوى أقل من 25.

تحمض المحيطات: تمتص المحيطات حوالي 30% من ثاني أكسيد الكربون الذي نطلقه. ويشكل هذا حمض الكربونيك، مما يجعل المياه أكثر حموضة: بزيادة 26% في الحموضة منذ العصر ما قبل الصناعي. وهذا يهدد الشعاب المرجانية والمحار.

الكربون الذي أطلقناه

كيف غيّر البشر الغلاف الجوي

للملايين من السنين، كان الكربون محبوساً تحت الأرض على شكل فحم وحجر النفط والغاز الطبيعي: بقايا النباتات القديمة والكائنات البحرية التي دُفنت وضُغطت على مدى الزمن الجيولوجي.

بدءاً من الثورة الصناعية حوالي عام 1760، بدأنا بحفر هذه الوقود الأحفوري وحرقها للحصول على الطاقة. يؤدي حرق الوقود القائم على الكربون إلى دمج الكربون مع الأكسجين، مما يؤدي إلى إطلاق CO₂ في الغلاف الجوي.

الأرقام:

- CO₂ قبل الثورة الصناعية: حوالي 280 جزء في المليون

- CO₂ الحالي: أكثر من 420 جزء في المليون: زيادة بنسبة 50%

- يصدر البشر حوالي 36 مليار طن من CO₂ سنويًا

المصادر الرئيسية الأخرى لغازات الدفيئة:

- إزالة الغابات: تمتص الأشجار CO₂. ويؤدي قطعها إلى إزالة مصدر لامتصاص الكربون وإطلاق الكربون المخزن.

- الزراعة: تنتج حقول الأرز والماشية الميثان. وتطلق الأسمدة أكسيد النيتروز. وتمثل الزراعة حوالي 10% من الانبعاثات العالمية.

- إنتاج الأسمنت: يؤدي صنع الأسمنت إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون من الحجر الجيري. وهو يمثل حوالي 8% من الانبعاثات العالمية.

تتحرك دورة الكربون الطبيعية بين الغلاف الجوي والمحيطات والتربة والكائنات الحية. لكننا أخللنا بهذه الدورة بإضافة كربون كان مخزناً بأمان تحت الأرض لملايين السنين.

ماذا يحدث بعد ذلك؟

عواقب عالم يزداد دفئًا

تغير المناخ ليس مجرد ارتفاع في درجات الحرارة. بل يؤدي إلى سلسلة من التأثيرات المترابطة:

ارتفاع مستوى سطح البحر: يمكن أن يؤدي التمدد الحراري للمياه بالإضافة إلى ذوبان الصفائح الجليدية إلى رفع مستوى سطح البحر بمقدار 0.3 إلى 1 متر بحلول عام 2100. يعيش مئات الملايين من الناس في المناطق الساحلية التي ستتأثر.

الطقس المتطرف: يحتفظ الهواء الأكثر دفئًا بمزيد من الرطوبة، مما يؤدي إلى هطول أمطار أكثر شدة وفيضانات. كما تؤدي درجات حرارة المحيطات المرتفعة إلى تأجيج الأعاصير الأقوى. وتشتد حالات الجفاف في المناطق الجافة أصلاً.

اضطراب النظام البيئي: يجب على الأنواع أن تهاجر أو تتكيف أو تواجه الانقراض. تبيض الشعاب المرجانية وتموت في المياه الأكثر دفئًا والأكثر حموضة. تتغير مواسم النمو، مما يؤثر على الزراعة.

حلقات التغذية الراجعة

بعض عواقب الاحترار تسبب في الواقع مزيدًا من الاحترار: وتُسمى هذه حلقات التغذية الراجعة الإيجابية (الإيجابية هنا تعني التعزيز الذاتي، وليس الجيد):

- ذوبان الجليد الدائم: يحتوي الجليد الدائم في القطب الشمالي على كميات هائلة من الميثان وثاني أكسيد الكربون الناتجة عن المواد العضوية القديمة. مع ارتفاع درجة حرارة القطب الشمالي، يذوب هذا الجليد الدائم ويطلق تلك الغازات، مما يسبب المزيد من الاحترار، الذي يذيب المزيد من الجليد الدائم.

- تأثير البياض الجليدي: يعكس الجليد الأبيض ضوء الشمس. عندما يذوب الجليد، ينكشف المحيط أو الأرض الداكنة، التي تمتص المزيد من الحرارة، مما يؤدي إلى ذوبان المزيد من الجليد.

- تأثير بخار الماء: يحتفظ الهواء الأدفأ ببخار ماء أكثر، والذي يُعد غازًا دفيئًا بحد ذاته، مما يحبس المزيد من الحرارة.

ما يمكننا فعله

مناهج معالجة تغير المناخ

هناك إجماع علمي قوي على أن تغير المناخ حقيقي، ومن صنع الإنسان، وخطير. لكن هناك نقاش حقيقي ومشروع حول أفضل الطرق للاستجابة. إليك الفئات الرئيسية:

التخفيف: تقليل الانبعاثات:

- الطاقة المتجددة (الشمسية، الرياح، الكهرومائية، الطاقة الحرارية الأرضية)

- الطاقة النووية (صفر كربون، لكنها تثير مخاوف بشأن النفايات والسلامة)

- كهربة وسائل النقل

- تحسينات كفاءة الطاقة

- الحد من إزالة الغابات

التكيف: الاستعداد للتغييرات الجارية بالفعل:

- بناء جدران بحرية ودفاعات ضد الفيضانات

- تطوير محاصيل مقاومة للجفاف

- نقل المجتمعات الضعيفة

- تحسين أنظمة الإنذار المبكر للطقس المتطرف

إزالة الكربون: إخراج ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي:

- إعادة التشجير وعزل الكربون في التربة

- تقنية الالتقاط المباشر من الهواء (مكلفة حالياً وتستهلك طاقة كبيرة)

- التجوية المعدنية المعززة

نهج السياسات:

- ضرائب الكربون أو أنظمة الحد الأقصى والتجارة

- الاتفاقيات الدولية (اتفاقية باريس)

- اللوائح المتعلقة بالانبعاثات

- دعم الطاقة النظيفة

النقاش بين الفردي والنظامي:

يرى البعض أن الخيارات الشخصية (تقليل القيادة، تقليل تناول اللحوم، تقليل النفايات) هي الأهم. ويرى آخرون أن التغيير النظامي: السياسة، البنية التحتية، التكنولوجيا: هو الوحيد الذي يمكن أن يعمل على نطاق واسع. يقول معظم الخبراء إن كليهما مطلوب.

ما الذي ستتذكره؟

الختام

لقد غطينا اليوم الكثير من المواضيع:

- تأثير الاحتباس الحراري ولماذا يهم

- خطوط متعددة من الأدلة تُظهر أن تغير المناخ حقيقي ومتسارع

- كيف أدى النشاط البشري إلى اختلال دورة الكربون

- العواقب والحلقات الارتجاعية التي تُضخّم الاحترار

- نطاق الحلول المقترحة والمتناقشة

علم المناخ مبني على الفيزياء والكيمياء والجيولوجيا والأحياء، والبيانات من كل قارة ومحيط. ويتطلب فهمه بالضبط نوع التفكير المبني على الأدلة الذي macht gutes Wissenschaft.