Парниковые газы — это газы в атмосфере Земли, которые удерживают тепло. Они позволяют солнечному свету свободно проникать в атмосферу, но предотвращают выход части тепла, которое в противном случае Земля излучала бы обратно в космос. Этот процесс часто называют парниковым эффектом, и он имеет решающее значение для поддержания температуры Земли в диапазоне, пригодном для жизни. Однако деятельность человека, особенно сжигание ископаемого топлива и вырубка лесов, значительно увеличила концентрацию этих газов, что привело к усилению потепления и изменению климата.
- Углекислый газ (CO2):
- Природные источники: Дыхание, вулканическая деятельность, распад органического вещества.
- Деятельность человека: Сжигание ископаемого топлива (уголь, нефть и природный газ), вырубка лесов.
- Метан (CH4):
- Природные источники: Водно-болотные угодья, термиты, океаны, лесные пожары.
- Деятельность человека: Животноводство, рисовые поля, добыча угля, добыча нефти и газа.
- Закись азота (N2O):
- Природные источники: Почвенные бактерии, океаны.
- Деятельность человека: Сельскохозяйственная и промышленная деятельность, сжигание ископаемого топлива.
- Водяной пар (H2O):
- Природные источники: Испарение из океанов, озер и рек.
- Деятельность человека: Хотя деятельность человека не приводит к прямым выбросам водяного пара, она может влиять на уровень водяного пара в атмосфере посредством деятельности, влияющей на другие парниковые газы.
- Озон (O3):
- Стратосферный озон: Действует как природный парниковый газ, предотвращая попадание части вредного солнечного ультрафиолетового (УФ) излучения на поверхность Земли.
- Тропосферный озон: Искусственный парниковый газ и загрязнитель воздуха, образующийся в результате реакции оксидов азота (NOx) и летучих органических соединений (ЛОС) в присутствии солнечного света.
- Хлорфторуглероды (ХФУ), Гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), Гидрофторуглероды (ГФУ):
- Техногенные газы: Исторически использовался в холодильном оборудовании, кондиционировании воздуха и аэрозольных пропеллентах.
- Влияние: Хотя их использование было прекращено из-за их роли в разрушении озонового слоя, они являются мощными парниковыми газами.
Усиление парникового эффекта, возникающее в результате увеличения концентрации этих газов, является основной движущей силой современного изменения климата. Это приводит к глобальному потеплению, изменению погодных условий, повышению уровня моря и другим изменениям окружающей среды. Мониторинг и сокращение выбросов парниковых газов являются важнейшими компонентами усилий по решению проблемы изменения климата и обеспечению экологической устойчивости.
Парниковые газы в геологической истории
История парниковых газов в геологической летописи Земли дает ценную информацию о климате планеты на протяжении миллионов лет. Вот обзор ключевых периодов и событий, связанных с парниковыми газами в геологической истории:
- Архейский эон (4.0 – 2.5 миллиарда лет назад):
- На ранней Земле в атмосфере преобладали метан (CH4) и аммиак (NH3).
- Недостаток кислорода (O2) в атмосфере в это время.
- Протерозойский эон (2.5 миллиарда – 541 миллион лет назад):
- Возникновение фотосинтезирующих цианобактерий привело к накоплению кислорода в атмосфере.
- Уровень кислорода увеличился, создавая более богатую кислородом атмосферу.
- Имеющиеся данные свидетельствуют о эпизодических выбросах метана в это время.
- Палеозойская эра (541 – 252 миллиона лет назад):
- Каменноугольный период (359–299 миллионов лет назад): высокий уровень атмосферного кислорода и обширный рост растений.
- Образование огромных запасов угля депозиты из-за обилия растительного материала.
- Поздний пермский период (299–252 миллиона лет назад). Массивная вулканическая активность могла привести к выбросу большого количества парниковых газов, что способствовало пермско-триасовому вымиранию.
- Мезозойская эра (252 – 66 миллионов лет назад):
- Юрский период (201–145 миллионов лет назад): высокие температуры и высокий уровень CO2.
- Меловой период (145–66 миллионов лет назад): продолжающееся тепло; снижение уровня CO2 к концу.
- Кайнозойская эра (66 миллионов лет назад – настоящее время):
- Палеоцен-эоценовый термический максимум (PETM) (56 миллионов лет назад): быстрое глобальное потепление, вероятно, вызванное выбросом большого количества углекислого газа.
- Эпоха олигоцена (33.9–23 миллиона лет назад): похолодание и переход к более ледниковым условиям.
- Эпоха миоцена (23–5.3 миллиона лет назад): постепенное похолодание; расширение ледниковых щитов в позднем миоцене.
- Четвертичный период (2.6 миллиона лет назад – настоящее время):
- Эпоха плейстоцена (2.6 миллиона лет назад – 11,700 XNUMX лет назад): циклы ледниковых и межледниковых периодов, на которые влияют изменения параметров орбиты.
- Эпоха голоцена (11,700 лет назад – настоящее время): относительно стабильный климат, позволяющий развиваться человеческим цивилизациям.
- Антропоцен (Предлагаемая геологическая эпоха):
- Антропоцен представляет собой новую эпоху, характеризующуюся значительным влиянием человека на геологию и экосистемы Земли.
- Быстрое увеличение концентрации парниковых газов, особенно углекислого газа, из-за деятельности человека, такой как индустриализация и сжигание ископаемого топлива.
Понимание геологической истории парниковых газов обеспечивает контекст для интерпретации текущих и будущих изменений климата. Это также подчеркивает взаимосвязь геологических, биологических и атмосферных процессов, которые формируют климат Земли в огромных временных масштабах.
