مصادر الكيمياء موقع لتعليم الكيمياء بصورة مبسطة
الاحتباس الحراري global warming:
مقدمة:
منذ ظهور الإنسان على كوكب الأرض قبل مليونَي عام وحتى القرن الخامس عشر لم يتغيّر الكثير على مناخ الأرض الذي حافظ على درجات حرارته بسبب عدم تأثير الإنسان الكبير خلال تلك المرحلة، ولكن مع تطوّر عقل الإنسان وبداية عصر الاختراعات منذ القرن الخامس عشر وحتى الآن، وظهور الثّورة الصناعيّة في أوروبا، بدأ مناخ العالم بالتغيّر تدريجياً ليظهر ما يُعرف بالاحتباس الحراريّ أو الاحترار العالميّ.
ولنبين أهمية المناخ وتأرجحه وأنه قد أصبح ظاهرة بيئية محيرة، فعندما انخفضت درجة الحرارة نصف درجة مئوية عن معدلها لمدة قرنين منذ بداية العام 1570 م مرت أوروبا بعصر جليدي جعل الفلاحين ينزحون من أراضيهم ويعانون من المجاعة لقلة المحاصيل. وطالت فوق الأرض فترات الصقيع.
والعكس لو زادت درجة الحرارة زيادة طفيفة عن متوسطها تجعل الدفء يطول وفترات الصقيع والبرد تقل مما يجعل النباتات تنمو والمحاصيل تتضاعف والحشرات المعمرة تسعي وتنتشر. وهذه المعادلة المناخية نجدها 
تعتمد علي ارتفاع أو انخفاض متوسط الحرارة فوق كوكبنا.
فمفهوم الاحتباس الحراري تم اكتشافه من قبل جون فورييه عام 1824، إلا أن سفانت أرينيوس هو أول من قام بتحديد هذه الظاهرة كمياً عام 1896 .
ولاحظ العلماء أن ارتفاع درجة الحرارة الصغرى ليلا سببها كثافة الغيوم بالسماء لأنها تحتفظ تحتها بالحرارة المنبعثة من سطح الأرض ولا تسربها للأجواء العليا أو الفضاء. وهذا ما يطلق عليه ظاهرة الاحتباس الحراري أو ما يقال بالدفيئة للأرض أو ظاهرة البيوت الزجاجبة، مما يجعل حرارة النهار أبرد لأن هذه السحب تعكس ضوء الشمس بكميات كبيرة ولا تجعله ينفذ منها للأرض كأنها حجب للشمس أو ستر لحرارتها. وفي الأيام الممطرة نجد أن التربة تزداد رطوبة. ورغم كثرة الغيوم وكثافتها بالسماء إلا أن درجة الحرارة لا ترتفع لأن طاقة أشعة الشمس تستنفد في عملية التبخير والتجفيف للتربة.
وتعتمد درجة حرارة الأرض علي طبيعتها وخصائص سطحها سواء لوجود الجليد في القطبين أو فوق قمم الجبال أو الرطوبة بالتربة والمياه بالمحيطات التي لولاها لأرتفعت حرارة الأرض. لأن المياه تمتص معظم حرارة الشمس الواقعة علي الأرض. وإلا أصبحت اليابسة فوقها جحيما لا يطاق مما يهلك الحرث والنسل. كما أن الرياح والعواصف في مساراتها تؤثر علي المناخ الإقليمي أو العالمي من خلال المطبات والمنخفضات الجوية. لهذا نجد أن المناخ العالمي يعتمد علي منظومة معقدة من الآليات والعوامل والمتغيرات في الجو. المحيط أو فوق سطح الأرض.
فالمشكلات البيئية أصبحت تتراكم فوق هذا الكوكب لدرجة أنّها تُهدّد سلامة الحياة على كوكب الأرض، ولم يتمّ حتى اليوم تطبيق الحلول اللازمة لإنقاذ الكوكب من الدّمار. وترتبط مشاكل هذا الكوكب بشكل أساسيّ بالتطوّر التكنولوجيّ والصناعيّ والسياسيّ وغير ذلك، فالأرض لم تعُد تحتمل المزيد من التلوّث أو ما يضرّ بها؛ فقد أصبحت ملوّثةً بشكل كبير جداً، وقد يأتي الوقت الذي لا تعُد الأرض مكاناً يُمكن العيش عليه.
ما هو الاحتباس الحراري؟
يمكن تعريف الاحتباس الحراري بأنه ارتفاع درجة الحرارة تدريجيّاً في الطّبقة السُّفلى القريبة من سطح الأرض والقريبة من الغلاف الجويّ المُحيط بالأرض بسبب زيادة كمية ثاني أكسيد الكربون، الميثان، وغاز الكلورفلوركربون الذي يُعدّ من أخطر الغازات لأنّه يُسبّب تآكل طبقة الأوزون، وبعض الغازات الأُخرى في الغلاف الجويّ النّاتجة عن نشاطات الإنسان الصِّناعيّة والتلوّث النّاجم عنها، خاصّةً بعد الثّورة الصناعيّة، ممّا أثّر بشكل واضح على المناخ، وتُسمَّى هذه الغازات بالغازات الدّفيئة، لأنها تساهم في تدفئة جو الأرض السطحي، و هي تُعتبر العامل الأول لحدوث الاحتباس الحراريّ بسبب امتصاصها لأشعّة الشّمس، وزيادة نسبتها في الجو فتعمل على رفع درجة الحرارة بسبب امتصاصها للأشعّة تحت الحمراء .
و هنالك إجماع علمي على أن الزيادة في نسبة غازات الدفيئة في الهواء الجوي يعود إلى النشاط البشري الذي يعد المسبب الأكبر للاحتباس الحراري المقاس منذ بداية الثورة الصناعية، وعلى أن الاحتباس الحراري الملاحظ لا يمكن عزوه بشكل مقنع وملائم إلى مجرد أسباب طبيعية ، و تعد فترة الخمسين سنة الماضية هي الفترة التي تم فيها الانتباه والتركيز على هذه الظاهرة، حيث بدأت القياسات الفعلية والمتكاملة لتحديد الازدياد في درجة حرارة الأرض، وإن كان موضوع الاحترار العالمي قد بدأ الاهتمام فيه قبل ذلك.
و قد ساعدت الغازات الدفيئة الناتجة عن الممارسات البشرية في ارتفاع ملاحظ في درجة الحرارة منذ منتصف القرن العشرين، في حين أن الظواهر الطبيعية مثل البراكين، لها تأثير احترار صغير منذ عصور قبل الصناعة حتى عام 1950 وتأثير تبريد صغير بعد ذلك. و تُشير الدراسات المتوافرة حالياً، والتي يُجمع عليها معظم علماء المناخ في كافَّة أنحاء العالم إلى أنّ درجة حرارة كوكب الأرض ارتفعت بين سنتي 1880 و2012 ما يُعادل 0.9 درجة مئوية، وتُشير الدراسات التي تعود إلى ما قبل بدء الثورة الصناعية كلّها – أي ما قبل سنة 1750 – إلى أنّ حرارة الأرض ارتفعت خلال آخر ثلاثة قرون بمقدار 1.1 درجة مئوية.
إن زيادة درجات الحرارة العالمية سيؤدي إلى ارتفاع منسوب سطح البحر، وتغير كمية ونمط هطولات الأمطار، من المحتمل أيضا توسيع الصحاري المدارية، ومن المتوقع استمرار انحسار الأنهار الجليدية، والأراضي دائمة التجلد، والبحر المتجمد، مع تأثر منطقة القطب الشمالي بصورة خاصة. والآثار المحتملة الأخرى تشمل انكماش غابات الأمازون المطيرة، والغابات الشمالية، وزيادة حدة الأحداث المناخية المتطرفة، وانقراض الأنواع، والتغييرات في المحاصيل الزراعية.
و يُمكن تشبيه ظاهرة الاحتباس الحراريّ بما يَحدث داخل البيت البلاستيكيّ، حيث تدخل أشعة الشّمس إلى داخل البيت البلاستيكيّ وترفع درجة حرارته، إلا أنّ البلاستيك يمنع نفاذها مرّة أخرى أو رجوعها ومُعادلتها بالجوّ الخارجيّ. كذلك الشّمس، إذ تُعدّ المصدر الرئيس لانبعاث الطّاقة الحراريّة على سطح الأرض، فهي تبعث أشعّتها على شكل خطوط عمودية إلى سطح الأرض، وتنفذ من خلال طبقات الغلاف الجويّ على شكل أشعة مرئيّة قصيرة الموجات وأشعة غير مرئية طويلة الموجات وهي الأشعة تحت الحمراء وبعض الأشعة فوق البنفسيجيّة.
أسباب الاحتباس الحراري :
السبب الأساسي في وقوع الاحتباس الحراري حسب اعتقاد العلماء حالياً هو انبعاث الغازات الدفيئة إلى مناخ الأرض؛ فالنشاط الصّناعي والتجاري الذي يُمارسه الإنسان فاستخراج وحرق الفحم الحجريّ مثلا في بداية انتشار الصّناعات، أدّت إلى انبعاثات غاز ثاني أُكسيد الكربون بشكل كبير. كما أن تطوّر استخدام الوقود الأحفوري إلى النّفط والغاز بشكل كبير جدّاً، أدَّى لإطلاق المزيد من غازات ثاني أُكسيد الكربون، وخاصةً بعد اختراع السّيارات والطّائرات.
و ساهم استخدام غاز الكلوروفلوروكربون في أنظمة التّبريد على اضمحلال طبقة الأوزون. منا أن قطع الأشجار وتقلّص الطّبقة الخضراء على سطح الأرض بفعل الكائن البشريّ و تمدّد الزّحف العمرانيّ إلى المناطق 
الزراعيّة، وانخفاض رُقعة المساحة المزروعة، بالإضافة إلى بعض الأحداث الطبيعيّة مثل: البراكين، والرّياح الشمسيّة، وحرائق الغابات زادت من نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو.
أن نمط حياة البشر بصُورةٍ عامة يَتسبَّبان بتغيير نسبة الغازات المُتواجدة بصورةٍ طبيعيّةٍ في غلاف الأرض الجويّ، الأثر الأبرز الذي يُحدثه الإنسان بهذا الصَّدد هو رفع نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون عن مستواها المعتاد بدرجةٍ كبيرة جداً، وكذلك غاز الميثان وبخار الماء و أول أكسيد النيتروجين؛ حيث تُصنَّف جميع هذه الغازات ضمن فئة تُعرف بالغازات الدفيئة، والسبب في تسميتها هذه هي قُدرتها الكبيرة على امتصاص الحرارة. و يُسمّى الأثر السيئ الّذي تُحدثه الغازات الدفيئة على المناخ ظاهرةَ البيت الزجاجي. تَحدث هذه الظاهرة عندما تصلُ أشعّةٌ تحمل ضوء وحرارة الشمس إلى غلاف الأرض الجوي، فبعد أن تصل أشعّة الشمس إلى الأرض تمتصّ التربة والصخور والأشجار نسبة منها بصورة طبيعيّة، مما يُؤدّي إلى تسخين سطح الأرض، لكن نسبة كبيرة منها تنعكسُ عائدةً إلى الفضاء الخارجي، ممّا يُؤدّي إلى تبريد الأرض؛ فعلى سبيل المثال الجليد أبيض اللون قادرٌ على امتصاص 20% فقط من أشعة الشمس الواقعة عليه، وأمّا الباقي فيعكسه نحو السماء، بينما مياه المحيط – من جهة أخرى – تمتصّ 90% من الضوء الواقع عليها، ولا تعكسُ سوى عشرة في المائة.
والمشكلة التي تُحدثها الغازات الدفيئة هي أنّها تمتصّ 90 في المائة من حرارة أشعة الشمس المُنعكسة عن سطح الأرض، وبالتالي يتم حفظ كل الطاقة الحراريّة للشمس ضمن غلاف الأرض الجوي، ويتسبَّبُ هذا بارتفاعٍ شديد في درجة الحرارة.
كما يُعد التباين الشمسي و هو التغيرات أو التباينات في الإشعاع الصادر من الشمس من بين الاقتراحات التي طرحت بشأن مسببات الاحتباس الحراري وأن النماذج المناخية يمكن أنها قد هولت من الأثر النسبي للغازات الدفيئة مقارنة مع الأثر الشمسي .
وعلى الرغم من ذلك فإنه مع استخدام وسائل ذات حساسية عالية ومتطورة لقياس الأثر الشمسي، يبقى لأثر غازات الدفيئة الدور الأكبر في الاحتباس الحراري منذ أواسط القرن العشرين . فمن بين الاقتراحات الأخرى أن الشمس ساهمت بحوالي 45-50% في زيادة متوسط درجة حرارة سطح الكرة الأرضية خلال الفترة ما بين 1900–2000، وحوالي 25–35 % بين عامي 1980 و 2000 .
فالسطوع الشمسي لم يحدث له أي ازدياد خلال الألف سنة الماضية ، ألا أن الدورة الشمسية الجديدة أدت إلى حدوث ازدياد طفيف في السطوع خلال 30 سنة الماضية، إلا أن هذا الأثر يمكن إهماله لضآلته ولا يمكن عزوه كمسبب للاحتباس الحراري.
إن أثر مجموع مختلف المسببات للاحتباس الحراري من الآثار المناخية الطبيعية والتباينات الشمسية إلى التغيرات في الأنشطة البركانية ربما تكون قد ساهمت في الاحتباس وذلك قبل الثورة الصناعية إلى أواسط خمسينيات القرن المنصرم. إن ازدياد النشاط الشمسي سيؤدي إلى تسخين الستراتوسفير، في حين أن الازدياد في نسبة غازات الدفيئة ستؤدي إلى حدوث تبريد في تلك الطبقة ، كما تشير البيانات منذ عام 1960 إلى وجود حالة من التبريد في طبقات الستراتوسفير الدنيا .
مؤشرات حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري:
يحتوي الغلاف الجوي للأرض على 280 جزءاً بالمليون من غاز ثاني أكسيد الكربون بصورةٍ طبيعيّة، وغاز ثاني أكسيد الكربون هو من أهمّ الغازات الدفيئة التي تدخل في ظاهرة الاحتباس الحراري، كانت تبلغ هذه النسبة قبل الثّورة الصناعيّة ما يقارب 275 جزءاً بالمليون، وفي الحقيقة إنّ هذه النسبة لم تتجاوز حدود 180-280 جزءاً بالمليون طوال آخر ثمانمائة ألف عام من التاريخ الجيولوجي للكرة الأرضية، إلا أنَّ كميّة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ارتفعت بدرجة غير مسبوقة منذ عهد الثورة الصناعية وحتّى الزمن الحاضر؛ حيث قَدّر عُلماء في سنة 2013 أنّها وصلت إلى 400 جزء بالمليون، وهي نسبة لم يصلها هذا الغاز في الغلاف الجوي لأيّ مرة منذ أكثر من ثلاثة ملايين سنة. يُشكّل ثاني أكسيد الكربون وحده 82% من صادرات الغازات الدفيئة التي تُسبّبها الولايات المتحدة، وهي الدولة الأولى المسؤولة عن تلوث المناخ في العالم.
و في الاجتماع الخامس لهيئة التغيّر المناخي العالمية أعلنت الهيئة إثبات أنّ النشاط البشري كان مسؤولاً عن احترار مناخ الأرض خلال آخر خمسين سنة باحتماليّة مقدارها 95% كما أن معظم عُلماء المُناخ في العالم مُتّفقون الآن على أنّ الاحتباس الحراري هو حقيقة واقعة تؤدّي حالياً إلى ارتفاع حرارة الأرض، وأنّ السبب الغالب وراءها هو عَبث الإنسان بالبيئة.
خطورة الاحتباس الحراري على الإنسان والأرض:
تُعتبر مشكلة الاحتباس الحراريّ أحد أبرز المُشكلات التي تُواجه العالم في هذا الوقت، وقد يتسبّب الاحتباس الحراري في حدوث كوارث مدمّرة كثيرة جداً لكوكب الأرض؛ حيث إنَّ العلماء لا زالوا يَدرسون آثاره ويكتشفون المزيد من نتائجه الكارثية. من المُمكن أن يتسبّب الاحتباس الحراري بارتفاع درجة حرارة كوكب الأرض و بالتالي ذوبان الجليد والثلوج الموجودة على قمم الجبال وفي القطبين، ممّا سيؤدّي إلى ارتفاع منسوب البِحار العالمي عدة أمتار، وغرق مدن ساحليّة عملاقة في أنحاء العالم وحدوث الفيضانات . فارتفاع درجة حرارة الجوّ حتى في فصل الشّتاء، ممّا يعمل على تقصير مُدّة فصل الشّتاء. تصَحُّر الأراضي الزراعيّة، وفُقدان المحاصيل الزراعيّة، ونتيجةً لذلك تحدث موجات الجفاف والتصَحُّر وانقراض الكائنات الحيّة، كما أنَّه يُسبّب انتشار الأمراض المُعدية. حدوث الحالات المُتطرّفة في المناخ، مثل أيام شديدة الحرارة، وأيام شديدة الجفاف، وزيادة عدد وشدّة العواصف والأعاصير وسرعة الرّياح. تلوّث الهواء، ممّا يؤدّي إلى زيادة نسبة الوفيات النّاتجة عن أمراض الرّئة، وتفشّي الميكروبات الهوائيّة.
و بسبب الاحتباس الحراري فإنه من المُحتمل حدوث تداخل واختلالات في فصول السّنة وارتفاع شديد في درجات الحرارة في الصيف أو معدلات هطول الأمطار في أوقاتٍ مُعيّنة من السنة، هذا قد يؤدّي إلى وقوع فيضانات غير مسبوقة، وانتشار العديد من الآفات، ودمار الكثير من المناطق الزراعية، كما قد تتأثّر الثروة السمكيّة، وتنخفض كميات الطعام المُتاحة للبشرية كثيراً، ومن المُحتمل أن تنقرض أعداد هائلة من الحيوانات والنباتات كنتيجة لدمار الغابات المَطيرة والشعاب المرجانيّة، وغيرها من الأنظمة البيئيّة التي لا تستطيعُ تحمّل الحرارة المرتفعة.
الظواهر المتوقعة نتيجة الاحتباس الحراري
1 – ازدياد الفياضانات لأن أجزاءً كبيرة من الجليد ستنصهر وتؤدي إلى ارتفاع مستوى سطح البحر.
2 – احتمالات متزايدة بوقوع أحداث متطرفة في الطقس
3 – زيادة حرائق الغابات
4 – حدوث كوارث زراعية وفقدان بعض المحاصيل
5 – غرق الجزر المنخفضة والمدن الساحلية
6 – حدوث موجات جفاف وتصحر مساحات كبيرة من الأرض
7 – زيادة عدد وشدة العواصف والأعاصير.
8 – انتشار الأمراض المعدية في العالم
9 – انقراض العديد من الكائنات الحية
10 – التقلبات الكثيرة في الجو
حلول مقترحة لتقليل خطورة الاحتباس الحراري :
توجد أنواع وفئات عديدة من الحلول المقترحة لمجابهة الاحتباس الحراري ، من أهمّها:
1 – استخدام الطّاقة المتجددة: مثل الطاقة الشمسية، والمائية، وطاقة الرياح، والطاقة النووية؛ فاستهلاك الطاقة هو من أهمّ مصادر حرق الوقود الأحفوري وانبعاث الغازات الدفيئة، والحصول على مصادر نظيفة لها سوف يُخفّض هذه الانبعاثات كثيراً.
2 – تقليل استهلاك النفط: من حيث زيادة كفاءة وسائل النقل والمواصلات؛ حيث يتم اختراع محرّكات وآلات تستهلك كميّة أقل من الوقود لقطع مسافات أكبر، وبالتالي تنخفض انبعاثات الغازات الدفيئة للغلاف الجوي. كما أن التّقليل من استخدام وسائل النّقل المُنفردة، مثل السيّارات الخاصّة، واعتماد وسائل النّقل العامّة للتقليل من عوادم السيّارات يساهم من الحد من تلوث الهواء بالغازات الضارة بالبيئة.
3 – التّقليل من انبعاثات غازات المصانع بوضعها تحت الرّقابة، ووضع آلات تنقية على مداخن المصانع، وتقليل أعداد المصانع قدر الإمكان.
4 – زراعة الأشجار: حيث زيادة نسبة الغطاء النباتيّ على سطح الأرض بزراعة الأشجار، وتقليل عمليّات قطع الأشجار وتدمير الغابات و ذلك للتقليل من خطورة غاز ثاني أكسيد الكربون؛ حيث تستطيع الأشجار أن تحتفظ داخلها بنسبة من غاز ثاني أكسيد الكربون في المناخ، وبالتالي تقلّل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو وتعمل كمضاد مُباشر للاحتباس الحراري ، كما أنها تُعطي أثراً مُعاكساً لقطع وتدمير الغابات، الذي يُساهم حالياً بـ 30% من انبعاثات الغازات الدفيئة عالمياً.
5 – وضع قوانين للحدّ من الزّحف العمراني على حساب المناطق الزراعيّة.
6 – وقف الصّناعات العسكريّة والحروب التي تقوم بها الدّول العظمى، والتي ينشأ عنها كميّات هائلة من ثاني أُكسيد الكربون.
المراجع
1 – فاروق أبو طعيمة (15-4-2015)، “تعريف ظاهرة الاحتباس الحراري وطرق الحد منها”.
2 – “ملخص الاحتباس الحراري”، موسوعة البيئة. بتصرّف.
3 – أمجد قاسم (2-11-2011)، “تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري على البيئة وصحة والإنسان.
- “Global Warming | Earth Science”, Encyclopedia Britannica, Retrieved 21-12-2016.
- Alina Bradford, “What Is Global Warming?”، Live Science, Retrieved 21-12-2016.
- “Quick Facts on Arctic Sea Ice”, National Snow & Ice Data Center, Retrieved 21-12-2016.
- “A blanket around the Earth”, NASA – Global Climate Change, Retrieved 21-12-2016.
- “Scientific consensus: Earth’s climate is warming”, NASA – Global Climate Change, Retrieved 21-12-2016.
- “Global Warming 101”, Natural Resources Defense Council , Retrieved 21-12-2016.
- “Solutions to Global Warming”، Union of Concerned Scientists، Retrieved 21-12-2016.
بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي
تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play
1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2
2 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir
3 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :