اثر کلخانه ای، زمین در کمربند حیات یا «منطقه گلدیلاکس»، در فاصله ایدهآل از خورشید (نه خیلی سرد و نه خیلی گرم) قرار دارد که باعث میشود حیات در سطح آن رشد کند. بااینحال، دمای ملایم زمین بدون اثر گلخانهای امکانپذیر نخواهد بود. اثر گلخانهای انرژی خورشیدی را در سطح زمین به دام میاندازد و آن را گرم نگه میدارد. این اصطلاح حتما به گوشتان خورده است ولی آیا میدانید چطور عمل میکند؟ با ما همراه باشید تا همه چیز را درباره اثر گلخانهای یاد بگیرید.
اثر گلخانهای از جو زمین ناشی میشود. نور مرئی خورشید و همچنین طول موج‌های نامرئی فرابنفش و مادون قرمز به لایه گازی که زمين ما را پوشانده است نفوذ می‌کنند. به‌گفته رصدخانه زمین ناسا، تقریبا ۷۰ درصد از این پرتوهای پرانرژی توسط اقیانوس‌ها، سطح زمین و جو جذب می‌شوند و ۳۰ درصد باقی‌مانده به فضا منعکس می‌شوند.
وقتی سطح زمین گرم میشود، مقداری از انرژی فروسرخ را که جذب کرده بود آزاد میکند ولی این انرژی از جو گازی زمین خارج نمی‌شود.
انرژی مادون قرمز به‌جای اینکه دوباره به فضا برگردد، زمین را در آغوش می‌گیرد و دمای کلی آن را افزایش میدهد. این مثل عملکرد گلخانه‌های شیشه‌ای است که گرمای خورشید را به دام می‌اندازند تا گیاهان را در زمستان گرم نگه دارند.
زمین بدون جو به سردی و بی‌جانی ماه خواهد بود و دمای متوسط منفی ۱۵۳ درجه سانتیگراد خواهد داشت. خوشبختانه، اثر گلخانهای دمای متوسط زمین را در حدود ۱۵ درجه سانتیگراد حفظ میکند.
به گزارش دپارتمان محیطزیست و انرژی استرالیا، گازهای گلخانهای شامل چند مولکول طبیعی، از جمله بخار آب، دیاکسید کربن، متان، اکسید نیتروژن و ازن و همچنین چند مولکول فراوریشده مثل کلروفلوئوروکربنها هستند.
در طول یک قرن گذشته، فعالیت‌های انسانی مثل سوزاندن سوخت‌های فسیلی، کشاورزی شدید، دامداری و از بین بردن جنگل‌ها به‌طور چشمگیری غلظت گازهای گلخانهای را در جو زمین افزایش داده است. این گازها به‌قدری زیاد شده‌اند که در حال تغییر دادن آب‌وهوا هستند.
آژانس حفاظت از محیطزیست ایالات متحده نیز گزارش کرده است که از اواسط قرن بیستم، گازهای گلخانهای تولیدشده توسط انسان به مهم‌ترین محرک تغییرات آبوهوایی تبدیل شده‌اند. سطح دیاکسید کربن موجود در جو از زمان شروع انقلاب صنعتی بیش از ۴۰ درصد افزایش یافته است و از حدود ۲۸۰ بخش در میلیون (ppm) به بیش از ppm ۴۰۰ رسیده است.
طبق گزارش موسسه اقیانوس‌شناسی اسکریپس در سن دیگو، آخرین باری که اتمسفر زمین چنین غلظت دیاکسید کربنی داشت، در دوره پلیوسن، بین ۳ تا ۵ میلیون سال پیش بود. این حداقل ۲.۸ میلیون سال قبل از زمانی است که انسان‌های امروزی پدیدار شدند.
فسیل‌ها نشان می‌دهند که در دوران پلیوسن در شمالگان جنگل رشد می‌کرد و صحرای بزرگ آفریقا پوشیده از علفزارها و جنگل بود.
در حالیکه برخی هنوز معتقد هستند که تغییرات آبوهوایی ناشی از انسان حقیقت ندارد، شواهد آن بسیار زیاد است. از دهه ۱۸۵۰، میانگین دمای هوای سطحی جهانی حدود ۰.۸ درجه سانتیگراد افزایش یافته است و دمای اقیانوس‌ها اکنون در بالاترین سطح ثبت‌شده قرار دارد.
انتظار می‌رود افزایش گازهای گلخانهای در دهه‌های آینده به سلامت انسان آسیب برساند، خشکسالی را افزایش دهد، به بالا رفتن سطح دریاها کمک کند و امنیت ملی و رفاه اقتصادی را در سراسر جهان کاهش دهد.
از آنجایی که اثر گلخانهای فرایندی طبیعی است، سایر اجرام منظومه شمسی را نیز تحتتاثیر قرار میدهد. مثلا، زهره را در نظر بگیرید که تقریبا اندازه زمین است و خیلی به خورشید نزدیکتر نیست.
میلیاردها سال پیش، وقتی خورشید خنک‌تر و کم‌نورتر بود، زهره احتمالا آب‌وهوای معتدلی داشت که اجازه می‌داد اقیانوس‌های آب مایع روی سطح آن وجود داشته باشند. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که دمای متوسط این سیاره حدود ۳ میلیارد سال از حداقل ۲۰ درجه سانتیگراد تا حداکثر ۵۰ درجه سانتیگراد متغیر بود.
با پیر شدن و درخشان‌تر شدن خورشید، بخار آب اضافی وارد جو زهره شد. این گاز گلخانهای قوی گرما را به دام انداخت و دمای سطح این سیاره را افزایش داد و چرخه‌ای معیوب را ایجاد کرد: دمای بالاتر منجر به بخار آب بیشتر در جو می‌شد و سیاره را بیشتر گرم می‌کرد. این فرایند به‌عنوان اثر گریز گلخانهای شناخته میشود.
وقتی اقیانوس‌های زهره تبخیر شدند، تکتونیک صفحه‌ای آن متوقف شد زیرا آبی باقی نمانده بود تا به جابه‌جایی صفحه‌ها کمک کند. اتمسفر غلیظ زهره احتمالا روی دوره چرخش آن اثر گذاشته است و آن را به‌قدری کند کرده است که هر روز آن تقریبا دوسوم سال زمینی طول می‌کشد.
| برای اطلاع از مقاله جهان هستی چه شکلی است؟ روی لینک کلیک کنید. |
پوشش متراکم ابر همچنین منجر به دمای جهنمی سطح زهره با میانگین ۳۷۰ درجه سانتیگراد شد که می‌تواند سرب را ذوب کند.
«الن استوفان»، مدیر موزه ملی هوا و فضای اسمیتسونیان و دانشمند ارشد سابق ناسا، می‌گوید: «فکر می‌کنم زهره هشداری مهم است: اتمسفرهای گلخانهای تئوری نیستند.»
در مریخ، گازهای گلخانهای مثل آب و دیاکسید کربن ممکن است در طول برخوردهای گذشته منتشر شده باشند. برخی از دانشمندان حدس می‌زنند که برخوردهای شدید دمای کلی مریخ را به‌اندازه‌ای افزایش داد که این سیاره برای مدت قابل‌توجهی آب مایع روی سطح خود داشت.
بااینحال، از آنجایی که مریخ کوچکتر از زمین است، کشش گرانشی ضعیف‌تری دارد. بنابراین، این گازها دور شدند و در نهایت، سیاره سرخ دوباره به جهان خشک و سردی که امروز هست، تبدیل شد.
تیتان، قمر زحل، که جو ضخیم نیتروژنی دارد که غلظت متان در آنجا حدود هزار برابر بیشتر از زمین است نیز اثر گلخانهای را تجربه میکند.
داده‌های کاوشگر هویگنس آژانس فضایی اروپا که در سال ۲۰۰۵ روی تیتان فرود آمد، محققان را قادر کرد درک بهتری از نحوه جذب پرتوهای مادون قرمز با طول موج کوتاه توسط متان پیدا کنند و این اطلاعات را برای توسعه مدل‌های تغییرات آبوهوایی زمین به‌کار ببرند.
انتظار می‌رود اثر گلخانهای سیارههای سایر منظومه‌های ستاره‌ای را نیز گرم کند. ستاره‌شناسان منطقه باریک قابل‌سکونت پیرامون هر ستاره به‌نام کمربند حیات تعریف کرده‌اند. سیاره‌ای که در این منطقه باشد، در فاصله مناسبی از ستاره خود برای حفظ آب مایع سطحی قرار دارد (بین ۰.۹۵ تا ۱.۴ برابر فاصله زمین و خورشید).
بااینحال، برخی استدلال کرده‌اند که این تعریف کامل نیست و باید گسترده‌تر شود. مثلا، جو غلیظی از هیدروژن مولکولی که یک گاز گلخانهای قوی است، می‌تواند به‌طور بالقوه دمای ملایمی در سیاره ایجاد کند، حتی اگر ۱۵ برابر زمین از خورشید دور باشد.
