גזי חממה באטמוספרה

גזי חממה באטמוספרה   \   אהוד קלפון

 

אפקט החממה נובע מזה שפחמן דו חמצני וגזים אחרים המצויים באטמוספרה של כדור הארץ, אינם מאפשרים לחום הנפלט מן האדמה לברוח אל החלל. החום מוקרן בחזרה אל האדמה כמו בחממת פרחים שבה נשמרת טמפרטורה נוחה לגידולים לא עונתיים. אם לא הייתה קיימת תופעה זו בכדור הארץ, הטמפרטורות היו נמוכות מאוד והחיים היו שונים או שלא קיימים (כמו על הפלנטות השכנות במערכת השמש).

מכאן שאפקט החממה חשוב מאוד לקיום החי והצומח והאורגניזמים למיניהם על פני כדור הארץ. בשנים האחרונות, רואים שתהליך זה הולך ומתגבר בגלל העלייה בריכוז CO2 וגזי חממה אחרים. טוענים שמאז ראשית המאה העשרים, עלתה הטמפרטורה הממוצעת בעולם בחצי מעלה צלזיוס ובסוף המאה היו השנים החמות ביותר.

מאז שהתפתחה התעשייה והתרבו הרכבים, שורפים פחם ונפט, הפולטים לאטמוספרה כמויות גדולות של גזים רעילים לאדם ולסביבה ושיעור הפחמן הדו חמצני הולך וגובר. תהליך ההטמעה (פוטוסינתזה) המתבצע בצמחים ירוקים, מהווה גורם מאזן, המייצב את יחס החמצן והפחמן הדו חמצני באוויר.

זהו תהליך המתבצע כמעט במעגל סגור של נשימה ופרוק מצד אחד וקליטה והטמעה מצד שני. הפחמן שממנו נוצר CO2 הנפלט לאוויר, מקורו במאגרי פחמן הנמצאים במעמקי האדמה. הוא נוצר לפני מיליוני שנים על ידי ריקבון של אורגניזמים שונים שהפכו לדלקים שמהם אנו מפיקים את עיקר האנרגיה לקיומינו.

השמדת הצמחייה בחלקים רבים בעולם, מקטינה את יכולתם להטמיע חלק מהפחמן הדו חמצני הנפלט בכמות גדולה ממפעלים ומרכבים. ידוע שיערות הגשם הטרופיים ובעלי החיים שבתוכם מהווים מערכת מאוזנת שאינה משנה את אחוז הפחמן הדו חמצני של האטמוספרה בכדור הארץ. אולם כריתת יערות בכול שנה (בגודל של שטח ישראל) גורמת לשחרור כמויות גדולות של פחמן מקרקעות היער החשופות. השריפות הרבות של עצי היער מגבירות את ריכוז ה CO2 באוויר.

אחד מגזי החממה המסוכנים הוא גז מיתן (CH4) הנמצא בטבע במעמקי האדמה, במכרות פחם, בקרקעית הביצות והאגמים. הוא נוצר על ידי פרוק אנאירובי (ללא נוכחות חמצן) של חומר פסולת אורגנית. הוא גז חסר ריח וצבע, פחות צפוף מהאוויר בטמפרטורת החדר ומשמש כחומר בעירה בתעשייה.

הוא נפלט לאוויר גם מנפיחות של בעלי חיים כגון צאן ובקר, שמגדלים במסות גדולות בחוות חקלאיות (באוסטרליה למשל). למרות שכמות המיתן הנפלטת לאוויר מעטה מזה של פחמן דו חמצני, זהו גז חממה התורם מסוכן התורם את חלקו בהדרגה להתחממות כדור הארץ. בשנים האחרונות אנו חשים שינויים במזג האוויר בעולם, כגון חום וקור, שיטפונות, בצורות, שריפות, הוריקנים אדירים ועוד.

אפקט החממה עלול לגרום להתחממות מוגברת של כדור הארץ שיביא להמסת הקרחונים בקטבים, לעליית גובה פני הים ולהצפת שטחים נמוכים. המדבריות עלולים להתרחב (הנגב המדברי עלול לנוע צפונה), ארצות צפון מערב אירופה עלולות להתקרר עקב השיבושים בזרם הגולף החם שלא יגיע לשם ועוד מפגעים למיניהם. המידע המצטבר מהמחקרים ברחבי העולם, תומך בתיאוריה שלפיה התחממות כדור הארץ נובעת מפעילות האדם אף על פי שיש מעט חוקרים הטוענים שאלה הם תהליכים מחזוריים טבעיים. 

יצירת חורים באוזון:  אחת השכבות הדקות והפגיעות באטמוספרה של כדור הארץ נמצאת בגובה שבין 20 ל 40 ק"מ ובה נמצא גז אוזון (O3) בריכוז גבוה. גז האוזון התגלה בשנת 1840 על ידי מדען  גרמני בשם כריסטיאן שנבין. מולקולת האוזון אינה יציבה, לכן היא פעילה מאוד מבחינה כימית. ריכוז האוזון בשכבה דקה של האטמוספרה, היא תוצאה של איזון בין יצירת O3 לבין פירוקו  ל O2. פירוק שכבת האוזון נעשית באופן טבעי על ידי הקרינה העל סגולית המגיעה מן השמש ובאופן מלכותי על ידי גזי החממה שיוצר האדם.

מולקולות גז האוזון, מסוגלות לחסום את הקרינה העל סגולית של השמש מלהגיע אל פני האדמה, בזמן שיתר גזי האטמוספרה אינם מסוגלים לחסום אותה. קרינה זו עלולה לפגוע בתהליכי ייצור החלבונים באורגניזמים השונים, גורמת נזקים לצמחים ולבעלי חיים, עלולה לגרום לסרטן עור באדם, לפגוע בעיניים ובראייה ועוד.
מדידות שנעשו בעזרת לוויינים בעשרות השנים האחרונות, הצביעו על דילול שכבת האוזון בגובה האטמוספרה. מעריכים שדילול של 10% בשכבת זו  יגרום לעליה של 25% בהופעת סוגי סרטן בבני אדם, ולפגיעה חמורה בעולם החי והצומח כתוצאה מהתגברות עוצמת הקרניים האולטרה סגוליות ( Ultra Violate – U.V) . הגורמים העיקריים להרס שכבת האוזון, הן תרכובות מהסוג כלורו- פלואורו- קרבונים (Chloro-Fluoro-Carbons או CFC ). תרכובות אלה המשתחררות לאטמוספרה ממפעלי תעשייה, מתרסיסים ורכבים, עולות אל שכבת האוזון ויוצרות בה חורים, המונעים הגנה יעילה על כל צורות החיים המתקיימות על פני כדור הארץ.

גזים טבעיים מסוכנים: מחקרים רבים מראים שגזים הנפלטים ממפעלים, מרכבים וממקורות טבעיים, עלולים להצטבר באטמוספרה, לגרום לאפקט החממה ולעליית הטמפרטורה בכדור הארץ. שכבת האטמוספרה הדקה העוטפת את כוכב הלכת ארץ, שומרת עליו מפני טמפרטורות קיצוניות, בניגוד למצב הקיים בכוכבי לכת אחרים שאין בהם אטמוספרה דומה ואין בהם חיים.

האטמוספרה שלנו מורכבת מ 78% חנקן, 21% חמצן , 0.03% פחמן דו חמצני וכן ארגון ועוד. הבעיה היא שהולכים ומתגברים הריכוזים של גזי החממה באטמוספרה, שמתוכם מהווה הפחמן הדו חמצני CO2  75% , גז מיתן CH4  15% , תחמוצות חנקן  NO  5%  וגזי CFC  5%  .גזים אלה אינם מאפשרים לחום המוחזר מהקרקע לברוח לחלל, אלא הוא מוקרן בחזרה לאדמה (כמו בחממה) והטמפרטורה עולה.

החוקרים גילו שהקרח המכסה את פני האגמים והביצות בצפון מזרח סיביר מפשיר בהדרגה, וגז מיתן משתחרר לאטמוספרה. מניחים שהגז נוצר ונאגר שם לפני ארבעים אלף שנה כשהאקלים היה שונה. עם השנים שבו האגמים והביצות לקיפאונם עד להפשרתם האחרונה.

חוקרים רבים חוששים שגז המיתן המתווסף בהתמדה לאטמוספרה ממקורות טבעיים ואחרים, עלול להגביר את אפקט החממה ביחד עם גזי חממה אחרים. הפחמן הנמצא במאגרי קרקע יבשים ובקרקעות יער חשופות, נפלט בצורת בועות גז CO2  והפחמן הנמצא בקרקעית האגמים והביצות נפלט בצורת גז מיתן CH4 .
מיתן נמצא גם במעמקי האדמה, במכרות פחם ובחומר אורגני רקוב בתחתית האגמים והביצות. הוא נוצר בטבע על ידי פרוק אנאירובי (ללא אוויר) של חומר אורגני על ידי בקטריות. אותן בקטריות נמצאות גם במעיים של צאן ובקר לצורכי פרוק הצמחים ובסוף תהליך העיכול, נפלט גז מיתן לאוויר. פרה אחת למשל פולטת רבע ליטר של גז מיתן ביום, לכן עדרים של מיליוני ראשים באוסטרליה ובמקומות אחרים, פולטים מיתן רב העלול לפגוע באטמוספרה.
מיתן הוא גז חסר צבע, ריח או טעם ודליק מאוד. בזמן בעירתו נפלטים ממנו פחות גופרית, פחמן, וחנקן אולם כל הדלקים והגזים פולטים פחמן דו חמצני לאוויר. למרות שכמות המיתן הנפלטת לאוויר ממקורות טבעיים ותעשייתיים היא פחותה מכמות הפחמן הדו חמצני, אולם הוא מחזיר את גלי החום לקרקע פי 20 מאשר CO2 .

הגברת ריכוז גזי החממה באטמוספרה, עלול לגרום להתחממות כדור הארץ, שתביא להפשרת הקרחונים בקטבים, לעליית גובה פני הים ולהצפת חופים נמוכים. מעריכים שבעוד 100 שנה הים יעלה לגובה של כמעט מטר אחד ובעוד 1000 שנה הוא יעלה בעשרה מטרים ויציף ערי חוף רבות בעולם. החוקרים טוענים, שעד כה, נשמר האיזון באטמוספרה, בין כמות החמצן והפחמן הדו חמצני באמצעות תהליך הפוטוסינתזה. אולם, בעקבות פליטה מוגברת של גז CO2 לאוויר, אין ביכולתם של הצמחים הירוקים (המתמעטים), להטמיע את עודפי הפחמן הדו חמצני ולשמור על איזון.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                    

 

 


Comments