¿El impacto del efecto invernadero y cómo afrontarlo?
El efecto invernadero provoca el derretimiento de los glaciares. El dióxido de carbono puede evitar que el calor de la superficie se irradie al espacio y regular la temperatura de la Tierra. Sin dióxido de carbono, la temperatura media anual de la Tierra sería 20°C más baja que la actual; y el exceso de dióxido de carbono haría que la Tierra pareciera estar cubierta por un invernadero de cristal, y la temperatura aumentaría gradualmente. "efecto invernadero".
Las simulaciones por computadora muestran que en los próximos 50 años, el dióxido de carbono en la atmósfera terrestre se duplicará, la temperatura de la Tierra aumentará de 3 a 5°C y las regiones polares pueden aumentar 10°C. En otras palabras, el clima de la Tierra será significativamente más cálido.
De hecho, además del dióxido de carbono, otros como el ozono, el metano, el freón y el óxido nitroso son todos los principales contribuyentes al efecto invernadero atmosférico, y se los denomina colectivamente "gases de efecto invernadero". Lo que pasa es que el dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero más abundante en la atmósfera, por lo que los científicos lo toman más en serio.
Algunas personas ahora consideran el metano como un gas de efecto invernadero más peligroso que el dióxido de carbono porque puede absorber los rayos infrarrojos de la superficie terrestre y tiene una gran capacidad para evitar la difusión del calor, promoviendo así en gran medida el efecto invernadero. El metano tiene una amplia gama de fuentes. Entra a la atmósfera como subproducto durante la extracción de petróleo, gas natural y carbón. Además, el ganado en todo el mundo emite cantidades considerables de metano cada día debido a las flatulencias, que por sí solas producen 50 millones de toneladas de metano cada año. Si se contaran todas las vacas, caballos, camellos, ovejas, cerdos y termitas del mundo, el mundo produciría al menos 500 millones de toneladas de metano cada año.
Actualmente, el contenido de metano en la atmósfera sigue aumentando a un ritmo del 1% al 2% anual, lo que causa un gran dolor de cabeza a los científicos porque su eficiencia puede ser 20 veces mayor que la del dióxido de carbono. Dado que la mayor parte del metano proviene de procesos naturales, reducir las emisiones de metano puede ser más difícil que controlar el dióxido de carbono. Los científicos señalan con cierta preocupación que si el desarrollo continúa al ritmo actual, el metano representará el 50% del efecto invernadero en unas pocas décadas.
En el sistema solar, Venus se encuentra entre Mercurio y la Tierra. Su diámetro, masa, densidad y gravedad superficial son todos muy cercanos a los de la Tierra. Por lo tanto, la gente alguna vez consideró a Venus como la "hermana gemela" de la Tierra. Esta visión no cambió hasta que se midió la temperatura de la superficie de Venus. Debido a que Venus está más cerca del Sol que la Tierra, los astrónomos esperan que sea más cálido que la Tierra. Sin embargo, en la década de 1950, la temperatura de la superficie de Venus se midió por radio en 300°C, lo que sorprendió a los astrónomos porque era cientos de grados más alta de lo que esperaban. La razón de este error es que no se tuvo en cuenta el efecto invernadero cuando la moda no conocía la composición de la atmósfera de Venus. De hecho, las temperaturas medidas por radioastronomía todavía son bajas, y el preludio de la exploración espacial del planeta en la década de 1960 es la única manera de entender cómo es realmente Venus.
En 1962, la sonda estadounidense Mariner 2 Venus midió la temperatura de la superficie de Venus en 480 °C, casi 50 °C más que la temperatura diurna de Mercurio, que está más cerca del sol. es el planeta más caliente del sistema solar. Resulta que esto es el resultado del efecto invernadero de la atmósfera de Venus. La atmósfera de Venus está compuesta en un 97% de dióxido de carbono. Aunque esta espesa capa de nubes ácidas dificulta la penetración de la radiación solar, impide con mayor fuerza el escape de la radiación térmica de la superficie de Venus, formando un "gran invernadero" global y eficiente, lo que convierte a Venus en un invernadero bajo la espesa capa de nubes. . Además, el efecto invernadero también hace que la diferencia de temperatura entre el día y la noche en Venus sea muy pequeña. La temperatura durante la noche no desciende mucho y es casi tan bochornosa como durante el día. Esto es muy diferente a la situación en Mercurio.
¿Será el hoy de Venus el mañana de la Tierra? Los científicos parecen ver el dolor de la Tierra desde Venus.
Comprender el efecto invernadero de Venus tiene un importante valor de referencia sobre cómo prevenir el calentamiento global y la degradación ambiental. El aumento de la temperatura de la Tierra causado por el efecto invernadero provocará cambios importantes en los patrones climáticos, lo que provocará un aumento de las precipitaciones en algunas zonas, sequías en algunas zonas y un aumento de la intensidad y frecuencia de los huracanes. Lo que es aún más preocupante es que el aumento de las temperaturas derretirá los glaciares polares y elevará el nivel del mar. Muchas ciudades costeras, islas, llanuras y zonas bajas de todo el mundo se enfrentarán a la amenaza del aumento del nivel del agua del mar, o incluso de ser tragadas por el mar.
En un clima normal, todas las formas de agua en la Tierra están en equilibrio dinámico. El Ártico y la Antártida almacenan agua extremadamente abundante en forma de glaciares. El espesor medio de la capa de hielo de la Antártida es de 1.700 metros, siendo el punto más grueso de 4.000 metros. La capacidad de almacenamiento de agua equivale a 200 veces la de los lagos y ríos de todos los continentes. Si todos los glaciares antárticos se derriten, el nivel global del mar aumentará 70 metros. Aunque sólo se derrita una décima parte, el nivel del mar en toda la Tierra aumentará unos 7 metros. Según las predicciones, a mediados del siglo XXI, las temperaturas de la superficie aumentarán entre 1,5 y 4,5 grados Celsius y el nivel del mar aumentará entre 0,25 y 1,4 metros.
Por supuesto, el efecto invernadero tiene consecuencias diferentes para cada lugar. Las siguientes son las posibles consecuencias en estas áreas: (1) Las tierras agrícolas fértiles en Canadá y Ontario disminuirán debido a la reducción de los niveles de agua en el río Colorado, y la agricultura, el suministro de agua y la generación de energía en 8 estados de EE. UU., incluidos; California será destruida; en el Medio Oeste americano, los veranos secos y calurosos han dañado las tierras de cultivo; en Europa occidental, la cálida corriente del Golfo no se verá perturbada por el efecto invernadero; en Groenlandia, parte de la capa de hielo se derretirá, elevando el nivel del mar; 0,1,5 ~ 0,3 m; dentro del Círculo Polar Ártico, los puertos de Siberia, Alaska, el mar de Bering y las islas canadienses se han convertido en puertos libres de hielo, lo que ha mejorado las capacidades de transporte comercial; en China, las tierras agrícolas en zonas remotas se han vuelto más lluviosas, lo que permite para una mayor producción, India y China, que han sufrido más tifones e inundaciones, tienen Bangladesh en África, los cinturones de lluvias calientes se desplazan hacia el norte y los secos Chad, Sudán y Etiopía se vuelven más húmedos en la Antártida, el hielo se espesa debido al aumento de la nieve y el frío; lluvias, frenando el aumento del nivel del mar provocado por el efecto invernadero.
En cualquier caso, el dióxido de carbono juega un papel importante en el actual aumento de la temperatura terrestre, por lo que se le considera el “culpable” del efecto invernadero. En una conferencia internacional celebrada en Toronto, Canadá, los científicos acordaron que los países industrializados deberían reducir las emisiones de dióxido de carbono en un 20% durante los próximos 20 años, pero algunos países, encabezados por Estados Unidos, argumentaron que esto les costaría muy caro.
Sin embargo, un estudio realizado por tres economistas del Reino Unido y Alemania muestra que a los países desarrollados no les costará mucho reducir las emisiones de dióxido de carbono porque la estructura económica de los países industriales ha estado experimentando cambios importantes en los últimos años. , el sector industrial está renovando gradualmente las antiguas fábricas con nuevos equipos. Si consideramos las emisiones de dióxido de carbono al actualizar los equipos, ¿no seríamos capaces de matar dos pájaros de un tiro?
Señalaron que el nuevo equipo no sólo puede utilizar el combustible de manera más eficiente y reducir las emisiones de dióxido de carbono, sino también producir productos de mejor calidad, mejorando así los beneficios económicos de la fábrica si los gobiernos occidentales pueden adoptar algunos incentivos; Por ejemplo, imponer un impuesto al dióxido de carbono alienta a las fábricas y empresas a actualizar sus equipos antiguos a un ritmo más rápido, lo que no sólo puede reducir las emisiones de dióxido de carbono, sino también aumentar la competitividad de la producción. A largo plazo, esta medida beneficiará a la economía nacional.
Según las estadísticas, las emisiones de dióxido de carbono de Estados Unidos son el doble que las del Reino Unido o Alemania, al igual que las emisiones de la ex Unión Soviética. Por lo tanto, el espacio para reducir las emisiones de dióxido de carbono en estos países será mucho mayor que el de los países de Europa occidental; sin embargo, la situación en los países en desarrollo es diferente; Debido a que se encuentran en las primeras etapas de desarrollo industrial, sus emisiones de CO2 seguramente aumentarán. De hecho, entre el 75% y el 80% del dióxido de carbono que se encuentra actualmente en la atmósfera es liberado por los países desarrollados. Se puede ver que los esfuerzos de los países desarrollados para reducir las emisiones de dióxido de carbono no sólo cuestan enormes cantidades de dinero, sino que también ahorran dinero desde una perspectiva de desarrollo. La clave es establecer un objetivo de mitigación de CO2 a largo plazo.
Si las personas pueden fortalecer sus creencias y hacer esfuerzos incansables, será fácil alcanzar los objetivos establecidos por la Conferencia de Toronto dentro de 20 años; si se necesita más tiempo, por ejemplo, dentro de 40 años, las personas pueden hacerlo; Incluso reducir las emisiones de dióxido de carbono entre un 50% y un 60%.
Cómo aprovechar al máximo el dióxido de carbono se ha convertido en un objetivo de investigación no sólo para los ecologistas, sino también para los científicos de otros campos.
Como todos sabemos, la fotosíntesis de las plantas puede convertir el dióxido de carbono en carbohidratos. La clorofila es un complejo de porfirina de magnesio y juega un papel importante en la fotosíntesis. La investigación científica moderna ha descubierto que existe un complejo de porfirina metálica cuya estructura es muy similar a la del complejo de porfirina de magnesio y puede usarse como "clorofila" para la síntesis de carbohidratos. Una vez que este trabajo de investigación tenga éxito, los humanos podrán utilizar dióxido de carbono para sintetizar "alimentos artificiales".
Otro tema importante al estudiar cómo utilizar el dióxido de carbono es activar el dióxido de carbono y luego usar hidrógeno para reducir el dióxido de carbono y producir materias primas químicas como metano, metanol, formaldehído, ácido fórmico y monóxido de carbono.
El metanol tiene aproximadamente el doble de densidad energética que el hidrógeno líquido y en muchos casos puede utilizarse directamente en sistemas de conversión de energía, como en los motores de los automóviles. Además, el metanol es líquido a temperatura normal, fácil de transportar y almacenar, barato, más versátil y económico que otras fuentes de energía y, en comparación con otros combustibles para automóviles, el metanol emite menos, tiene una mayor proporción de carbono a hidrógeno y es más fuerte; Capacidades de conversión de energía.
Teniendo esto en cuenta, los científicos están intentando extraer metanol del dióxido de carbono. Un método electroquímico que se está investigando utiliza electrodiálisis de sulfato de potasio con agua para producir hidróxido de potasio y ácido sulfúrico, y luego usa estos productos para concentrar dióxido de carbono, que se combina con agua para formar metanol. En comparación con el método de síntesis química, este método electroquímico tiene menores costos de inversión en equipos de producción, es más fácil de expandir la producción y tiene una menor concentración de subproductos a base de carbono.
Utilizar la fotosíntesis de las plantas para convertir el dióxido de carbono en combustible también es un tema que los científicos están considerando. Descubrieron que inyectar gas residual que contiene dióxido de carbono en un estanque con microalgas podría ser absorbido por las microalgas y convertido en metano. Una vez que este método tenga éxito, el costo será muy bajo, pero el estanque cubre un área grande, la actividad de las algas es pobre en las noches de invierno y las emisiones de dióxido de carbono son sólo del 25% al 30%.