Маркус Чаун(Глобальное потепление)

Молекулы, подобные углекислому газу, поглощают тепло, излучаемое поверхностью Земли, и задерживают его в атмосфере

Несколько видов молекул, плавающих в атмосфере Земли, обладают свойством улавливать тепло, выделяемое с поверхности. Между ними молекулы удерживают планету от замерзания и делают возможной жизнь. Фактически, без самой важной из всех молекул, удерживающих тепло, - водяного пара – планета была бы гигантским ледяным шаром со средней температурой – 18C.

Тот факт, что воздух нагревается в присутствии солнечного света, был обнаружен в 1856 году малоизвестным американским ученым Юнис Фут. Она вставила термометры в длинные стеклянные трубки, которые она заполнила газами, такими как кислород и водород. Когда она выставила трубки на солнечный свет, она обнаружила, что из всех газов больше всего нагреваются водяной пар и углекислый газ. Она предположила, что если количество этих двух газов в атмосфере изменится, это может изменить климат, сделав ее первым человеком в истории, который установил эту связь.

Не зная о работе Фута, ирландский физик Джон Тиндалл подтвердил ее открытие три года спустя. Тиндалл определил, что водяной пар и углекислый газ нагреваются не непосредственно видимым солнечным светом, а теплом в форме невидимого инфракрасного света, излучаемого поверхностью Земли после того, как она нагрелась солнцем. “Атмосфера пропускает солнечное тепло, но препятствует его выходу, и результатом является тенденция накапливать тепло на поверхности планеты”, - написал Тиндалл. Это знаменитый “парниковый эффект”.

В общем, инфракрасный свет поглощается простыми молекулами, состоящими из двух или более атомов, потому что энергии такого света достаточно, чтобы заставить молекулы вибрировать. Наивно думать, что атомы внутри молекулы, такие как вода (H20) или углекислый газ (CO2), связаны пружинами, которые могут попеременно сжиматься и расширяться. Наиболее распространенными молекулами в атмосфере являются азот (N2), на долю которого приходится 78,08% воздуха, и кислород (O2), который составляет 21,95%. Однако, если бы они действовали как парниковые газы, Земля была бы горячей, как печь. К счастью, им не хватает важного свойства, известного как дипольный момент, и поэтому они не поглощают инфракрасный свет.

Открытие Фута и Тиндалла было удивительным, потому что оно показало, что молекулы с концентрациями, столь малыми, как углекислый газ, который составляет всего 0,04% атмосферы, оказывают огромное влияние. Хотя оба ученых подозревали связь между углекислым газом и климатом, именно шведский химик Сванте Аррениус в 1896 году предположил, что в конце ледниковых периодов увеличение содержания углекислого газа помогло согреть Землю. Он также продемонстрировал, что сжигание ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, может создавать достаточно большое количество углекислого газа и “парниковый эффект”, фраза, которая не прижилась, но которую сегодня мы бы назвали парниковым эффектом. Аррениус был первым, кто показал, что человеческая деятельность может изменить климат.

Подробнее ➤

Яндекс фото