Τι φαντάζεστε όταν ακούτε τη φράση "αέρια θερμοκηπίου;" Αν νομίζετε ότι ένα εργοστάσιο που πετάει από άνθρακα ή έναν γεμάτο αυτοκινητόδρομο γεμάτο με αυτοκίνητα ρελαντί έρχεται στο μυαλό σας, είστε στο σωστό δρόμο: Οι εκπομπές από αυτά και άλλα ανθρώπινα- οι διεργασίες που προκαλούνται από εμετό εκνευρίζουν κάθε χρόνο δεκάδες δισεκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα. Αλλά αποδεικνύεται ότι το CO2 δεν είναι το μόνο παιχνίδι στην πόλη. Είναι ένα από τα πολλά αέρια θερμοκηπίου που παγιδεύουν θερμότητα στην ατμόσφαιρα, οδηγώντας την υπερθέρμανση του πλανήτη και την κλιματική αλλαγή. Εδώ είναι τι πρέπει να ξέρετε για ξαδέλφια του CO2-αέρια του θερμοκηπίου που παίρνουν λιγότερο χρόνο αέρα, αλλά δεν είναι λιγότερο σημαντικό για την ατμόσφαιρα της Γης.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν τα αέρια του θερμοκηπίου από το γεγονός ότι ο Joseph Fourier, γάλλος φυσικός και μαθηματικός, θεωρεί ότι η θερμοκρασία του πλανήτη πρέπει να ρυθμίζεται από κάτι που απορροφά τις ακτίνες του ήλιου και εκπέμπει μέρος της θερμότητας που προκύπτει στη Γη. Ο Fourier θεωρούσε ότι τα αέρια πρέπει να είναι κάτι τέτοιο και το έργο του στη δεκαετία του 1820 συνεχίστηκε σύντομα από άλλους επιστήμονες που αποφασίστηκαν να βρουν ποια αέρια παγιδεύουν θερμότητα από τον ήλιο στη Γη. Τελικά, οι άνθρωποι άρχισαν να συγκρίνουν τη δουλειά αυτών των αερίων με εκείνη του γυαλιού που καλύπτει ένα θερμοκήπιο, αναπηδώντας την εσωτερική του θερμότητα προς το κτίριο που το εκπέμπει και το ίδιο το ζέσταμα, ακόμη και όταν είναι κρύο έξω.
Με την πάροδο του χρόνου, οι επιστήμονες άρχισαν να αναπτύσσουν μια πιο ξεχωριστή άποψη για το πώς σχηματίζουν και λειτουργούν τα αέρια. Δεν είναι όλα τα αέρια στη Γη αέρια θερμοκηπίου. Η ποσότητα των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα εξαρτάται από τις πηγές (φυσικές και ανθρωπογενείς διεργασίες που τις παράγουν) και τις δεξαμενές (αντιδράσεις που αφαιρούν τα αέρια από την ατμόσφαιρα). Το διοξείδιο του άνθρακα είναι μόνο μέρος αυτής της εξίσωσης, και μόνο το δεύτερο πιο άφθονο αέριο θερμοκηπίου στη Γη.
Στην κορυφή της λίστας είναι ο υδρατμός, ο παππούς όλων των αερίων θερμοκηπίου. Ο υδρατμός υπάρχει όπου υπάρχει μετρήσιμη υγρασία. Τα σύννεφα δεν είναι υδρατμοί, ο ατμός του νερού είναι αόρατος. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν είναι άφθονο: Το 80% περίπου της συνολικής μάζας του αερίου θερμοκηπίου της ατμόσφαιρας είναι υδρατμοί.
Ο υδρατμός ακούγεται αρκετά ανυπόφορος, αλλά είναι μέρος ενός κύκλου που θερμαίνει τη Γη. Εδώ είναι που προκαλεί σύγχυση: Ο υδρατμός δεν προκαλεί υπερθέρμανση του πλανήτη, αλλά το επιδεινώνει. Καθώς αυξάνεται το διοξείδιο του άνθρακα και άλλες εκπομπές, αυξάνεται και ο υδρατμός. Πιο συμπυκνωμένοι υδρατμοί και υψηλότεροι ρυθμοί εξάτμισης σημαίνει μεγαλύτερη υπερθέρμανση του πλανήτη.
Το φαινόμενο ονομάζεται ανατροφοδότηση στρατοσφαιρικού υδρατμού και αφορά τον Sean Davis, ερευνητή της CIRES που εργάζεται στην Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση, της οποίας η έρευνα επικεντρώνεται στο αέριο. "Είναι πραγματικά ένα περίπλοκο πρόβλημα", λέει ο Smithsonian.com. Το 2013, ο Davis και οι συνάδελφοί του έδειξαν στοιχεία για αυτόν τον φαύλο κύκλο - και πρότειναν να συμβάλει σημαντικά στην ευαισθησία του κλίματος της Γης. Παρόλο που οι δορυφόροι και το διαστημικό ραντάρ που παρακολουθεί τις βροχοπτώσεις είναι τώρα διαθέσιμοι στους ερευνητές, λέει, εξακολουθούν να χρειάζονται περισσότερα στοιχεία για το πώς οι ατμοί νερού και το διοξείδιο του άνθρακα αλληλεπιδρούν στην ατμόσφαιρα της γης.
Το μεθάνιο, το τρίτο άφθονο αέριο θερμοκηπίου, παρουσιάζει παρόμοια προβλήματα για τους ερευνητές. Τα τελευταία χρόνια, έχουν μάθει πολλά περισσότερα για το πώς το αέριο, το οποίο είναι το δεύτερο πιο εκπεμπόμενο στις Ηνωμένες Πολιτείες, συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Το μεθάνιο εκπέμπεται από τα πάντα, από τις αψιδοειδείς αγελάδες έως τους υγροβιότοπους και τα συστήματα φυσικού αερίου, ενώ η βιομηχανία, η γεωργία και τα σάπια σκουπίδια φροντίζουν για την άφθονη εξάτμιση στην ατμόσφαιρα. Αλλά αν και το αέριο θερμαίνει τη Γη κατά μία τάξη μεγέθους περισσότερο από το CO2 (έως και 86 φορές), τόσο οι αισθητήρες όσο και οι περιβαλλοντικοί φύλακες συχνά υποτιμούν.
Άλλα αέρια συμβάλλουν στην αλλαγή του κλίματος και στην υπερθέρμανση του πλανήτη - υπάρχει οξείδιο του αζώτου, το οποίο εκπέμπεται από τα λιπάσματα και έχει καταστεί ένας από τους μεγαλύτερους καταστροφείς του όζοντος στην ατμόσφαιρα. Μπορεί να γνωρίζετε καλύτερα το φυσικό αέριο στην ενσάρκωσή του στα γραφεία των οδοντιάτρων και τις συσκευές διανομής κτυπημάτων κρέμας, αλλά υπάρχει και αρκετή περιεκτικότητα σε νιτρώδη στην ατμόσφαιρα. Από την αρχή της βιομηχανικής εποχής στη δεκαετία του 1700, τα επίπεδα οξειδίου του αζώτου έχουν αυξηθεί και τα επίπεδα της ατμόσφαιρας του φυσικού αερίου θα διπλασιαστούν σχεδόν μέχρι το 2050.
Το οξείδιο του αζώτου δεν προκαλεί ανησυχία μόνο εξαιτίας της θερμικής ισχύος του (ένα μόριο παγιδεύει τη θερμότητα με 300 μόρια CO2). Μπορεί να διαρκέσει πάνω από έναν αιώνα για να αποικοδομηθεί ένα μόριο Ν2Ο. Εν τω μεταξύ, συμβάλλει στην απώλεια όζοντος στην ατμόσφαιρα, η οποία με τη σειρά της ωθεί τη θέρμανση στη Γη. Υπάρχουν ακόμα πολλοί επιστήμονες που δεν γνωρίζουν το N2O: Για παράδειγμα, το δυναμικό καταστροφής του όζοντος φαίνεται ευαίσθητο σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες πριν γίνει σαφές πόσο αντιδρά το αέριο με άλλα αέρια του θερμοκηπίου και το μεταβαλλόμενο κλίμα.
Αν και οι χλωροφθοράνθρακες ή οι CFC είναι μη τοξικοί για τον άνθρωπο και είναι αδρανείς στην χαμηλότερη ατμόσφαιρα, τα πράγματα είναι διαφορετικά μόλις φτάσουν στη στρατόσφαιρα. Εκεί, οι ανθρωπογενείς χημικές ουσίες τρώνε όζον και εξακολουθούν να είναι παρούσες στη σημερινή ατμόσφαιρα παρά τη σαρωτική ρύθμιση που αποσκοπεί στο κλείσιμο της τρύπας του όζοντος.
Όπως το N2O, οι CFC διαρκούν μεγάλες χρονικές περιόδους στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Βγαίνουν σταδιακά με βάσιμους λόγους: Σε βάση μόριο ανά μόριο, τα CFC έχουν πολύ υψηλότερο δυναμικό θέρμανσης από το διοξείδιο του άνθρακα. Για παράδειγμα, το CFC-13 (επίσης γνωστό ως Freon 13), το οποίο ψύχει μερικούς βιομηχανικούς καταψύκτες, είναι 16.400 φορές θερμότερο από το διοξείδιο του άνθρακα για μια περίοδο 500 ετών. Οι χλωροφθοράνθρακες απαγορεύονται στις Ηνωμένες Πολιτείες, αλλά αρκετοί έφτασαν στην ατμόσφαιρα πριν από το πρωτόκολλο του Μόντρεαλ, το οποίο συμφωνήθηκε το 1987. Αν και δεν υπάρχουν πλέον σε αποσμητικά δοχεία και μπουκάλια ψεκασμού, είναι ακόμα πάνω, όζο. (Θα ήταν υποθετικά ευεργετικό για το N2O και τους CFCs να "τρώνε" το όζον όταν βρίσκεται στην τροπόσφαιρα, όπου θεωρείται τεχνικά ένα "κακό" αέριο θερμοκηπίου. Αλλά όταν το όζον το καταστήσει στη στρατόσφαιρα, προστατεύει πραγματικά τη Γη από τη βίαιη ακτίνες.)
Είναι δελεαστικό να πιστεύουμε ότι επειδή το CO2 έχει τόσους πολλούς ομολόγους, δεν αξίζει να ανησυχείς. Αλλά ακριβώς επειδή το CO2 δεν είναι το μόνο αέριο του θερμοκηπίου δεν σημαίνει ότι δεν προκαλεί ανησυχία. "Πολλοί άνθρωποι χρησιμοποιούν [αέρια θερμοκηπίου] για να μειώσουν τη σημασία του διοξειδίου του άνθρακα", λέει ο Davis. "Αυτό είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζουμε." Ορισμένα αέρια μπορεί να είναι πιο άφθονα, αλλά κανένας δεν είναι μόνος - και με τα ποσοστά CO2 να ανεβαίνουν σε πρωτοφανή επίπεδα, είναι δύσκολο να εκτιμηθεί πόσο τρομερά είναι οι συνέπειες ανεξέλεγκτων εκπομπών οποιουδήποτε είδους.
