كيف تنتج الغازات الدفيئة؟

كيف تُنتج الغازات الدفيئة؟

تُنتج الغازات الدفيئة بسبب عوامل وأنشطة متعددة، ولعل أهمها الأنشطة البشرية المتعددة، في ما يلي أهم تلك العوامل:

الأنشطة البشرية

تعد الأنشطة البشرية، وبشكل خاص الأنشطة التي قام بها الإنسان منذ الثورة الصناعية في القرن التاسع عشر، المسؤول الأول عن ازدياد نسبة غازات الدفيئة الغازات في الغلاف الجوي، وخاصة ثاني أكسيد الكربون والميثان و مركبات الكلوروفلوروكربون .

كما أصبحت العديد من الأنشطة المسببة لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري شريان الحياة للاقتصاد العالمي وجزء أساسي من الحياة الحديثة، إذ يعد غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن احتراق الوقود لوحده أكبر مصدر لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الأنشطة البشرية، أي حوالي ثلاثة أرباع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية.

ويُشار إلى أن معظم الطاقة المستخدمة لإنتاج الكهرباء وتشغيل السيارات والمصانع وتدفئة المنازل ينتج عنها غاز ثاني أكسيد الكربون، إلا الاحتراق غالبًا ما يكون غير مكتمل، مما ينتج عنها أيضًا غاز أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات الأخرى، بالإضافة إلى إنتاج أكسيد النيتروز وأكاسيد النيتروجين الأخرى، بسبب احتراق الوقود الذي يتسبب باندماج النيتروجين في الوقود أو الهواء مع الأكسجين الموجود أصلًا في الهواء.

احتراق الوقود

لا يؤدي احتراق الوقود الأحفوري إلى إنتاج غازات الدفيئة فحسب، بل إن عملية استخراج الوقود الأحفوري ومعالجته ونقله وتوزيعه تؤدي أيضًا إلى إطلاق غازات الدفيئة، كعملية حرق الغاز الطبيعي أو تنفيسه من آبار النفط، مما يؤدي في الغالب إلى انبعاث ثاني أكسيد الكربون والميثان على التوالي.

بالإضافة إلى الحوادث الطارئة وسوء الصيانة والتسربات الصغيرة في رؤوس الآبار وتجهيزات الأنابيب وخطوط أنابيب النفط، كما تتسرب الهيدروكربونات إلى الغلاف الجوي نتيجة لانسكاب النفط من السفن الناقلة أو خسائر صغيرة أثناء التزويد الروتيني للسيارات بالوقود.

إزالة الغطاء النباتي وقطع الأشجار

من الجدير بالذكر أن إزالة الغابات أو حرقها يعد ثاني أكبر مصدر لثاني أكسيد الكربون، إذ إن معظم الكربون الموجود في الأشجار المحترقة أو المتحللة يتسرب إلى الغلاف الجوي، ولا يُمكن تعويض ذلك إلا بزراعة غابات جديدة، لتعمل على امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

الأسمدة

كما تعد الأسمدة من الأسباب التي تزيد من إنتاج غازات الدفيئة، إذ يزيد استخدام الأسمدة من انبعاثات أكسيد النيتروز، فعندما يعزز النيتروجين الموجود في العديد من الأسمدة العمليات الطبيعية للنترجة ونزع النتروجين التي تقوم بها البكتيريا والميكروبات الأخرى في التربة، تتسبب هذه العمليات بتحويل بعض النيتروجين إلى أكسيد النيتروز.

زراعة الأرز

تنتج زراعة الأرز في الأراضي الرطبة ما يقرب من خمس إلى ربع انبعاثات غاز الميثان العالمية من الأنشطة البشرية، إذ يمثل الأرز الذي يتم زراعته في الأراضي الرطب أكثر من 90% من إجمالي إنتاج الأرز في العالم، إذ وبسبب زراعته في الحقول المغمورة بالمياه طوال فترة الزراعة، تتحلل البكتيريا والكائنات الدقيقة وتنتج غاز الميثان.

القمامة

تُسهم عملية التخلص من القمامة والتحلل اللاهوائي والمخلفات البشرية ومعالجتها في إنتاج غاز الميثان، إذ تخضع القمامة التي يتم دفنها في مكبات النفايات إلى التحلل اللاهوائي، أي الخالي من الأكسجين، وينبعث منها غاز الميثان بشكل رئيسي وبعض ثاني أكسيد الكربون بشكل ثانوي.

وما لم يتم الاستفادة من غاز الميثان المنبعث واستخدامه كوقود، فإنه يتسرب في إلى الغلاف الجوي، ليعد بذلك مصدر الميثان الأكثر شيوعًا بالقرب من المدن، مقارنة بالمناطق الريفية التي يتم حرق النفايات عادةً أو تركها لتتحلل في الهواء الطلق، بالإضافة إلى معالجة مياه الصرف الصحي التي ينتج عنها أيضًا غاز الميثان.

نبذة عن غازات الدفيئة

تُعرف الغازات الموجودة في الغلاف الجوي التي تمتص الإشعاع باسم غازات الاحتباس الحراري، إذ تعد المسؤول الأول عن ظاهرة الاحتباس الحراري، وهي: بخار الماء (H2O) وثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) وأكسيد النيتروز (N2O).

ويعتمد تأثير كل غاز من غازات الدفيئة على مناخ الأرض على طبيعته الكيميائية وتركيزه النسبي في الغلاف الجوي، إذ تتمتع بعض الغازات بقدرة عالية على امتصاص الأشعة تحت الحمراء ويؤثر بشكل واضح على المناخ، في حين أن البعض الآخر لديه قدرة أقل على الامتصاص ويؤثر بشكل طفيف على المناخ.

كما يتباين تركيز غازات الدفيئة بشكل كبير في الغلاف الجوي، إذ يقل تركيز غازات الاحتباس الحراري بشكل ملحوظ عند ارتفاع درجات الحرارة، وينخفض عند تدني درجات الحرارة، وتؤدي هذه الاختلافات إلى تغيرات مناخية كبيرة على نطاق واسع من النطاقات الزمنية.

ما هي غازات الدفيئة؟

بينما يعد الأكسجين (O2) ثاني أكثر الغازات وفرة في غلافنا الجوي، إلا أنه لا يمتص الأشعة تحت الحمراء الحرارية، ولا يُساهم برفع درجة الحرارة. وفيما يلي أهم غازات الدفيئة:

بخار الماء

يعد بخار الماء أقوى غازات الدفيئة في الغلاف الجوي للأرض، ولكن سلوكه يختلف اختلافًا جوهريًا عن سلوك غازات الاحتباس الحراري الأخرى، إن الدور الأساسي لبخار الماء ليس كعامل مباشر للتأثير الإشعاعي بل هو بمثابة ردود فعل مناخية، أي كاستجابة طبيعية داخل النظام المناخي.

فكلما كان سطح الأرض أكثر دفئًا، زاد معدل تبخر الماء من السطح، ونتيجة لذلك، يؤدي التبخر المتزايد إلى زيادة تركيز بخار الماء في الغلاف الجوي في الطبقات القريبة من السطح القادرة على امتصاص الأشعة تحت الحمراء وإعادتها إلى سطح الأرض.

ثاني أكسيد الكربون (CO2)

ويعد أهم غازات الدفيئة، تشمل المصادر الطبيعية لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إطلاق الغازات من البراكين، والاحتراق والتحلل الطبيعي للمواد العضوية، والتنفس الذي تقوم به كافة الكائنات الحية، ولا سبيل للتخلص منه إلا من خلال الغطاء النباتي الذي يمتص ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي .

غاز الميثان (CH4)

هو ثاني أهم غازات الدفيئة، الميثان أقوى من ثاني أكسيد الكربون لأن التأثير الإشعاعي الناتج لكل جزيء أكبر، بينما يوجد غاز الميثان بتركيزات أقل بكثير من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، كما أن للميثان مدة بقاء في الغلاف الجوي أقصر بكثير من ثاني أكسيد الكربون التي تمتد لمئات السنين، بينما يبقى الميثان في الجو لمدة 10 سنوات فقط.