گرمایش زمین چیست و چه پیامدهایی دارد؟

بحث گرمایش زمین و راه‌های مقابله با آن، از سال‌ها پیش به یکی از موضوعات داغ و پرحاشیه در سراسر جهان تبدیل شده است. محققان در سراسر کره‌ی زمین نسبت به عواقب جبران‌ناپذیر این پدیده هشدار می‌دهند و از صاحبان قدرت می‌خواهند تا برای مقابله با این پدیده همکاری‌های لازم را انجام دهند؛ اما گرمایش زمین چیست؟ چه دلایلی دارد و چه عواقبی برای حیات روی زمین دارد؟ در این مقاله این سوال‌ها را به ساده‌ترین شکل ممکن پاسخ خواهیم داد.

گرمایش زمین چیست؟ گرمایش جهانی افزایش میانگین دما در سراسر جهان است که حداقل از زمان ثبت رکوردهای دما در سال ۱۸۸۰ ادامه دارد. در ادامه به مرور برخی از آمار ارائه‌شده توسط اداره‌ی ملی اقیانوسی و جوی آمریکا (NOAA) می‌پردازیم: بین سال‌های ۱۸۸۰ تا ۱۹۸۰ دمای جهانی به میزان ۰٫۰۷ درجه‌ی سانتی‌گراد در هر دهه افزایش یافت. از سال ۱۹۸۱ سرعت گرمایش جهانی به ۰٫۱۸ درجه‌ی سانتی‌گراد افزایش پیدا کرد. روند صعودی دما، افزایش دمای کنونی زمین به میزان ۲ درجه‌ی سانتی‌گراد در مقایسه با دوران پیش از صنعتی‌شدن را به‌همراه داشت. تاکنون سال ۲۰۲۳ به‌عنوان گرم‌ترین سال کره‌ی زمین به ثبت رسیده است. تابستان آن سال، گرم‌ترین تابستان در دو هزار سال گذشته بود. میانگین دمای جهانی روی زمین و اقیانوس در سال ۲۰۲۰ به‌میزان ۰٫۹۸ درجه‌ی سانتی‌گراد گرم‌تر از میانگین دمای قرن بیستم (۱۳٫۱۹ درجه‌ی سانتی‌گراد) بود. مقصر اصلی گرمایش جهانی مدرن انسان است؛ زیرا سوزاندن سوخت‌های فسیلی باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای در جو زمین می‌شود. این گازها گرمای خورشید را به دام می‌اندازند و به بالارفتن دمای سطح و هوا منجر می‌شوند. درحال‌حاضر گرمایش زمین مترادف عبارت تغییر اقلیم (Climate change) تلقی می‌شود و دانشمندان این اصطلاح را بیشتر ترجیح می‌دهند.

چه عواملی به گرمایش زمین منجر می‌شوند؟ عامل اصلی گرمایش امروزی زمین احتراق سوخت‌های فسیلی است. این هیدروکربن‌ها از راه اثر گلخانه‌ای که براثر برهم‌کنش بین جو زمین و تشعشعات دریافتی از خورشید ایجاد می‌شود، سیاره‌ی ما را گرم می‌کنند. سوزاندن سوخت‌های فسیلی عامل اصلی گرمایش زمین است

جوزف ورنه، استاد زمین‌شناسی و علوم محیطی از دانشگاه پیتسبورگ می‌گوید: «فیزیک اساسی اثر گلخانه‌ای، بیش از ۱۰۰ سال پیش توسط مردی باهوش و با استفاده از مداد و کاغذ کشف شد.» آن مرد باهوش،‌ سوانته آرنیوس، دانشمند سوئدی بود که در نهایت موفق به دریافت جایزه‌ی نوبل شیمی شد. اثر گلخانه‌ای به زبان ساده یعنی اینکه تشعشعات خورشیدی به سطح زمین برخورد می‌کنند و سپس به‌عنوان گرما به سمت جو بازمی‌گردند. پس از بازگشت گرما به جو، گازهای موجود در اتمسفر این گرما را به دام می‌اندازند و از فرار آن به محیط خلاء جلوگیری می‌کنند. آرنیوس در مقاله‌ای که سال ۱۹۸۵ ارائه شد، به این نتیجه دست یافت که گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن می‌توانند گرما را در نزدیکی سطح زمین به دام بیندازند و تغییرات کوچک در مقدار این گازها می‌تواند تفاوت زیادی در میزان گرمای محبوس‌شده ایجاد کند.

گازهای گلخانه‌ای چگونه باعث گرم‌شدن زمین می‌شوند؟ از زمان آغاز انقلاب صنعتی، بشر به‌سرعت درحال تغییر تعادل گازهای موجود در جو بوده است. سوزاندن سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ و نفت باعث آزادشدن بخار آب، دی‌اکسیدکربن (CO2)، متان (CH4)، اُزن و اکسید نیتروژن (N2O) می‌شود که گازهای گلخانه‌ای اولیه محسوب می‌شوند. از میان این گازها، دی‌اکسید کربن رایج‌ترین گاز گلخانه‌ای به‌شمار می‌رود. از تقریبا ۸۰۰ هزار سال پیش تا آغاز انقلاب صنعتی، میزان CO2 در جو زمین حدود ۲۸۰ قسمت در میلیون بود؛ به این معنی که در هر یک میلیون مولکول هوا، حدود ۲۸۰ مولکول CO2 وجود داشت. میانگین جهانی کربن در جو براساس آخرین آمار وب‌سایت استاتیستا، در سال ۲۰۲۳ رکوردشکنی کرد و به ۴۲۱٫۰۸ قسمت در میلیون رسید.

اعداد اعلام‌شده ممکن است زیاد به‌نظر نرسند؛ اما طبق گفته‌ی موسسه‌ی پژوهشی اسکریپس، میزان گاز دی‌اکسیدکربن از زمان پلیوسن (یعنی حدود ۵٫۳ تا ۲٫۶ میلیون سال پیش) تاکنون به این اندازه بالا نبوده است. براساس تحقیقی که سال ۲۰۱۳ در مجله‌ی ساینس منتشر شد، تا آن زمان شمالگان حداقل برای مدتی در سال یخ نداشت و به‌طور قابل‌توجهی گرم‌تر از امروز بود. براساس تجزیه‌وتحلیل‌های آژانس حفاظت از محیط زیست در سال ۲۰۱۶، حدود ۸۱٫۶ درصد از کل گازهای گلخانه‌ای ایالات متحده را گاز دی‌اکسیدکربن تشکیل می‌دهد. کیت پیترمن، استاد شیمی کالج یورک پنسیلوانیا و همکار تحقیقاتی او گرگوری فوی دانش‌یار شیمی کالج یورک می‌گویند: «اکنون ما با کمک اندازه‌گیری‌های ابزاری با دقت بالا می‌دانیم که افزایش بی‌سابقه‌ای در CO2 موجود در جو وجود دارد. ما بر این موضوع واقف هستیم که CO2 تابش فروسرخ (گرما) را جذب می‌کند و به همین دلیل میانگین دمای جهانی در حال افزایش است.» کربن از مسیرهای مختلفی به جو راه پیدا می‌کند. سوزاندن سوخت‌های فسیلی باعث آزادشدن CO2 می‌شود و ایالات متحده با اختلاف بیش‌ترین سهم را در انتشار گازهای گلخانه‌ای و گرم‌شدن کره‌ی زمین دارد. براساس گزارش EPA در سال ۲۰۱۸، احتراق سوخت‌های فسیلی در ایالات متحده مانند تولید برق، بیش از ۵٫۸ میلیارد تن گاز CO2 را در سال ۲۰۱۶ وارد جو زمین کرده است. سایر فرایندها مانند استفاده از سوخت برای مقاصدی جز انرژی، تولید آهن و فولاد، تولید سیمان و سوزاندن زباله میزان انتشار سالانه‌ی گاز دی‌اکسیدکربن را در ایالات متحده به میزان ۷ میلیارد تن افزایش داده است.

یکی دیگر از عوامل بزرگ و تاثیرگذار در وجود کربن اضافی در جو زمین، جنگل‌زدایی است؛ درواقع به‌گفته‌ی سازمان خواروبار و کشاورزی ملل متحد (فائو)، جنگل‌زدایی دومین منبع انسانی بزرگ در تولید گاز دی‌اکسیدکربن است. پس از ازبین‌رفتن درختان، آن‌ها تمام دی‌اکسیدکربنی را که درطول فتوسنتز خود ذخیره کرده‌اند، آزاد می‌کنند. تبدیل زمین‌های جنگلی به زمین‌های مسکونی، دامداری، مسکونی یا کشاورزی نیز به این معنی است که درختان کمتری کربن را از جو زمین جذب می‌کنند. براساس ارزیابی جهانی سازمان ملل در سال ۲۰۲۰، از سال ۱۹۹۴ تا آن زمان چیزی در حدود ۱۰۴۰ هکتار از جنگل‌های موجود به‌دلیل جنگل‌زدایی ازبین رفته‌اند؛ اما خبر خوب این است که از سال ۲۰۱۵ به بعد میزان تلفات جنگل‌ها روند نزولی داشته است. متان دومین گاز گلخانه‌ای رایج در سطح جهانی به‌شمار می‌رود و در به‌دام‌انداختن گرما کارآمدتر است. به‌گزارش EPA گاز متان در به‌دام‌انداختن گرما ۲۵ برابر کارآمدتر از دی‌اکسیدکربن عمل می‌کند. طبق گزارش سال ۲۰۱۶ این سازمان، گاز متان حدود ۱۰ درصد از کل گازهای گلخانه‌ای منتشرشده توسط ایالات متحده را تشکیل می‌داد.

اثرات گرمایش زمین را می‌توان در سراسر سیاره‌ی زمین مشاهده و احساس کرد. گرمایش زمین به معنای گرم‌شدن تدریجی سطح زمین، اقیانوس‌ها و جو است که از فعالیت‌های انسان‌ها ازجمله سوزاندن سوخت‌های فسیلی و واردکردن گاز دی‌اکسیدکربن، متان و سایر گازهای گلخانه‌ای به جو ناشی می‌شود.