Το φαινόμενο του θερμοκηπίου και η υπερθέρμανση του πλανήτη

Του Δημήτρη Σαββαΐδη,

Για ακόμα μια φορά, η επιστημονική κοινότητα φέρνει στο φως νέες έρευνες, καταδεικνύοντας τις τεράστιες προκλήσεις για ολόκληρο τον κόσμο από το λιώσιμο των πάγων τόσο στο Βόρειο ημισφαίριο της Γης (πάγοι στη Γροιλανδία) όσο και στο Νότιο και στην Ανταρκτική. Προειδοποιούν ότι η κατάσταση θα γίνει μη αναστρέψιμη, καθώς η υπερθέρμανση του πλανήτη συνεχίζεται με αμείωτο ρυθμό. Νούμερο ένα αιτία της υπερθέρμανσης του πλανήτη αποτελούν τα αέρια του θερμοκηπίου, που «δημιουργούν» το φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Η μέση ετήσια επιφανειακή θερμοκρασία της Γης είναι περίπου 15^οC. Μερικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι, χωρίς την ατμόσφαιρα, η θερμοκρασία αυτή θα ήταν γύρω στους -18^οC. Αυτή η διαφορά των 33 βαθμών Κελσίου αποδίδεται στη θέρμανση της ατμόσφαιρας από την απορρόφηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας, που επιστρέφεται στην επιφάνεια της Γης. Η θέρμανση της κατώτερης ατμόσφαιρας τη Γης, εξαιτίας των φυσικών αερίων, που απορροφούν επιλεκτικά και επανεκπέμπουν ένα μέρος της εξερχόμενης θερμικής ακτινοβολίας, είναι το φυσικό φαινόμενο του θερμοκηπίου που προκαλεί η ατμόσφαιρα της Γης και τα αέρια που είναι υπεύθυνα για αυτό το φαινόμενο ονομάζονται αέρια του θερμοκηπίου.

Σκεφτείτε ότι η ενέργεια που λαμβάνει η Γη από τον ήλιο, με τη μορφή ηλιακής ακτινοβολίας, αποτελεί την πηγή για τη θερμοκρασία στην επιφάνειά της και είναι αυτή που διατηρεί τη ζωή στη Γη και θέτει σε κίνηση πολλές μεγάλες διαδικασίες, όπως η κυκλοφορία του αέρα και ο κύκλος των υδάτων. Η εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία είναι σε μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, εκφρασμένο σε μια αυθαίρετη κλίμακα 100 μονάδων ενέργειας, που καλύπτουν τις περιοχές του ορατού και του υπεριώδους φωτός.

Από αυτές τις 100 μονάδες, λοιπόν, οι 20 απορροφώνται από την ατμόσφαιρα και οι 49 από τη Γη, ενώ οι υπόλοιπες 31 αντανακλώνται πίσω στο διάστημα (9 στην επιφάνεια της Γης και 22 από την ατμόσφαιρα). Επιπλέον, φθάνουν ακόμα 95 μονάδες ενέργειας στη Γη, οι οποίες ακτινοβολούνται από την επιφάνεια της προς την ατμόσφαιρα, αλλά, λόγω του φαινόμενου του θερμοκηπίου, επιστρέφουν, αυξάνοντας έτσι τις συνολικές μονάδες ενέργειας που δέχεται η Γη σε 144. Από τη μεριά της, η Γη, προκειμένου να εξισορροπήσει αυτήν την εισαγωγή ενέργειας, εκπέμπει ακτινοβολία στο υπέρυθρο (μεγαλύτερο μήκος κύματος) και ονομάζεται γήινη ακτινοβολία. Αν η εισερχόμενη ενέργεια είναι ίση με την εξερχόμενη, η γη διατηρεί σταθερή θερμοκρασία και σταθερές κλιματικές συνθήκες. Όμως, αν διαταραχθεί αυτό το ισοζύγιο ενέργειας, παρατηρούνται κλιματικές αλλαγές.

Η αύξηση στις συγκεντρώσεις αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα ξεκίνησε περίπου από το 1750. Τα κύρια φυσικά αέρια είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂), το μεθάνιο (CH₄), το όζον (Ο₃) και το οξείδιο του αζώτου (Ν₂Ο). Το νερό, υπό τη μορφή υδρατμών, είναι επίσης ισχυρός παράγοντας απορρόφησης της υπέρυθρης ακτινοβολίας, αλλά συνήθως δεν προσμετράται στα αέρια του θερμοκηπίου, επειδή οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν ελάχιστη επίδραση στο ποσό των υδρατμών που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα. Από το 1950, το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα αυξήθηκε κατά 20%. Ο μεγάλος ρυθμός αύξησης δεν αφήνει καμιά αμφιβολία για την ανθρώπινη συνεισφορά σε αυτό. Σήμερα, σε κάθε εκατομμύριο μόριο αέρα τα 417,95 είναι μόρια CO₂ (πριν τη Βιομηχανική Επανάσταση οι τιμές κυμαίνονταν στο 280). Επιπλέον, η ατμόσφαιρα περιέχει ίχνη από ένα πλήθος αερίων, τους χλωροφθοράνθρακες ( CFC_S), που, από τη μια ,συμβάλουν στην απορρόφηση της ακτινοβολίας, αλλά, από την πλευρά, εξαιτίας της ανθρώπινης δραστηριότητας, εξαντλούν το όζον στην στρατόσφαιρα (Τρύπα του Όζοντος).

Εν ολίγοις, η αύξηση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης οφείλεται στην αύξηση της συγκέντρωσης των αερίων του θερμοκηπίου (και των αερολυμάτων) στην ατμόσφαιρα και είναι αυτό που ονομάζουμε τη σημερινή εποχή παγκόσμια υπερθέρμανση (global warming). Ως αποτέλεσμα της υπερθέρμανσης του πλανήτη, η κλιματική αλλαγή σχετίζεται με μακροπρόθεσμα καιρικά φαινόμενα στη Γη, όπως η θερμοκρασία, η στάθμη της θάλασσας και ο υετός. Οι όλο και μεγαλύτερες θερμοκρασίες προκαλούν το λιώσιμο των πάγων στους πόλους, οδηγώντας στην αύξηση της στάθμης της θάλασσας. Η κλιματική αλλαγή συμβάλλει, επίσης, στην αύξηση των συχνών και έντονων ακραίων καιρικών φαινομένων, όπως οι καταιγίδες, η ξηρασία, οι καύσωνες και οι δασικές πυρκαγιές. Υπάρχουν πολύ έντονες περιφερειακές διαφορές, όσον αφορά τα φαινόμενα αυτά, ενώ ορισμένα μέρη του κόσμου επηρεάζονται περισσότερο από άλλα.

Την προηγούμενη εβδομάδα, το Ινστιτούτο του Potsdam, σε μια έρευνα που πραγματοποίησε για τις συνέπειες της κλιματικής αλλαγής, δήλωσε, ότι η τήξη των πάγων της Γροιλανδίας θα είναι σύντομα μη αναστρέψιμη. Οι ερευνητές προειδοποιούν, ότι το ολοκληρωτικό τους λιώσιμο, σε μεγάλο βάθος χρόνου, θα σήμαινε, μάλιστα, αύξηση της στάθμης της θάλασσας κατά 7 μέτρα! Επίσης, αυτή τη φορά, στο Νότιο ημισφαίριο της Γης, οι επιστήμονες εκφράζουν έντονη ανησυχία σχετικά με το λιώσιμο του πάγου στην Ανταρκτική και πώς ένα τα πιο παρθένα και ανέγγιχτα σημεία του πλανήτη επηρεάζεται ήδη δραματικά από το φαινόμενο του θερμοκηπίου και τις εκπομπές ρυπογόνων αερίου των ανεπτυγμένων χωρών.

Το περιοδικό Νature επισημαίνει ότι, εάν δεν τηρηθούν οι στόχοι της συμφωνίας του Παρισιού (συγκράτηση της υπερθέρμανσης του πλανήτη σε επίπεδα κάτω από τους 2 έως και 1,5 βαθμούς Κελσίου), τότε μέχρι το 2060 η κατάσταση του στρώματος του πάγου της Ανταρκτικής θα έχει φτάσει σε κρίσιμη καμπή. Παρόλο που η πλειοψηφία των χωρών, Η.Π.Α. και Ευρωπαϊκής Ένωσης, έχουν δεσμευτεί για την επίτευξη των στόχων της Συμφωνίας του Παρισιού, οι εκτιμήσεις δείχνουν ότι έως το 2030 θα έχουμε μείωση της θερμοκρασίας μόλις κατά 1%. Αναμφίβολα, φτάνοντας στο χείλος του γκρεμού, με συνέπειες, που, τονίζω, είναι ήδη ορατές, ηγέτες, κρατικοί και ιδιωτικοί φορείς πρέπει να σταθούν στο ύψος των περιστάσεων και να εξασφαλίσουν ένα πιο βιώσιμο μέλλον.

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ

• Εισαγωγή στη Γεωχημεία: Αρχές και Εφαρμογές, 2012, Kula C.Misra / Επιστημονική επιμέλεια Αριάδνη Αργυράκη & Χριστίνα Στουραΐτη, Εκδόσεις πεδίο
• Η Ανταρκτική εκπέμπει SOS, in.gr, διαθέσιμο εδώ
• Greenhouse Effect 101, nrdc.org, διαθέσιμο εδώ
• SOS για το λιώσιμο των πάγων στη Γροιλανδία: Θα είναι σύντομα μη αναστρέψιμo, cnn.gr, διαθέσιμο εδώ