بحث حول الغلاف الجوي -نشأته - إختلاله- ونتائج الإختلال
شاهد البحث كاملا وان نال اعجابك حمله كاملا على شكل وورد اسفل البحث
نشأة الغلاف الجوي لكوكب الأرض:
خضع الغلاف الجوي لكوكب الأرض لتغيرات مستمرة منذ نشأته. فبدأ الغلاف الجوي البدائي للأرض في التكون منذ أربعة مليارات عام، وذلك عندما اندمجت المواد المكونة لكوكب الأرض وانصهرت، ثم تراصت في طبقات مكوناتها كثيفة في المركز وأقل كثافة باتجاه سطح الأرض.
متوسط سرعة جزيئات الهيدروجين والهيليوم أكبر من سرعة الهروب من الأرض؛ ولذلك فُقدت هذه الغازات الخفيفة وانحرفت بعيدًا بفعل البخر الضوئي للرياح الشمسية في زمن مبكر في الدهر الجهنمي؛ وذلك نتيجة لضعف جاذبية الأرض ولحادث ارتطام عنيف بكويكب. انتهى الحال بغلاف كوكب الأرض في الدهر الجهنمي ليضم غازات الميثان، والأمونيا، وبخار الماء، ونسبة قليلة من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون. هذا، وقد أبقت قذائف النيازك القوية على جزء كبير من سطح الأرض في حالة منصهرة؛ كما أدخلت كميات إضافية من المياه والميثان والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وغيرها من الغازات المكملة للغلاف الجوي.
تكون الغلاف الجوي الثاني للأرض منذ 2.5 مليار عام عندما بدأت قشرة الأرض تبرد وقلت كمية بخار الماء الموجودة فيه؛ حيث بدأت المياه تتكثف في صورتها السائلة. وبينما تكثف البخار ليكوِّن الماء، قلَّ ضغط الغلاف الجوي للأرض وبدأت المياه في إذابة الغازات – مثل الأمونيا – وإزالتها من الغلاف الجوي، وتكوين مركبات الأمونيوم والأمينات وغيرها من المواد الحاوية للنيتروجين المؤهلة لنشأة الحياة.
وقد أدى تكثف المياه مع غازات مثل ثاني أكسيد الكبريت إلى تكوُّن الأمطار الحمضية، التي أوجدت معادن جديدة على سطح الأرض. فوجدت حفائر دقيقة لخلايا مؤيضة للكبريت في صخرة عمرها 3.4 مليارات عام، ومن المعروف أن أول الكائنات المائية الضوئية ظهر منذ نحو 3.5 مليارات عام. وقد مرت مليارات السنين قبل أن تستطيع تلك الكائنات الدقيقة تغيير مكونات الغلاف الجوي.
بحلول ذلك الوقت، كانت الأرض قد بردت بدرجة كافية لتمكن أغلب بخار الماء الموجود في غلافها الجوي من التكثف في حالة سائلة، وحظيت الأرض حينها بأول أيامها التي لا تشوبها السحب. كان غازا الأمونيا والميثان موجودين بكميات قليلة في الغلاف الجوي، ومثَّل ثاني أكسيد الكربون نحو 15٪منه، في حين كانت نسبة النيتروجين 75٪هرب كثير من المكونات الأولية للغلاف الجوي، أو تحول إلى سوائل، أو تفاعل كيمائيًّا لإنتاج مركبات صلبة. وكان النشاط البركاني والبكتيريا الضوئية العاملين الأساسيين المؤثرين في تكوين غلاف الأرض الجوي.
وخلال المرحلة الثالثة لغلاف الأرض الجوي منذ نصف مليار عام، مزجت البكتيريا المولدة للميثان الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الميثان والماء. وقامت البكتيريا المقلصة للكبريتات بمزج الميثان وجذور الكبريتات الكيميائية؛ وقامت كائنات أخرى قادرة على التمثيل الضوئي باستخدام أشعة الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون المتوافر بكثرة إلى نشويات (C6H12O6) وأكسجين. واستمر تفاعل الأكسجين مع الحديد في تقليص حالته منتجًا لمخزون من الحديد المؤكسد، واستمر استهلاك الأكسجين بفعل تأكسد المعادن الموجودة في القشرة الأرضية.
ثم هاجرت جزيئات الأكسجين إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي مكونة لطبقة الأوزون؛ وهي طبقة تقع على ارتفاع 15 إلى 35 كيلو مترًا فوق سطح الأرض، وفيها تتحول جزيئيات الأكسجين (O2) إلى جزيئات الأوزون (O3) بفعل أشعة الشمس فوق البنفسجية. وتقوم العملية العكسية المتمثلة في تحوُّل الأوزون إلى أكسجين في إطلاق حرارة؛ حيث تعمل طبقة الأوزون بشكل أساسي على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة وتحويلها إلى حرارة.
تتميز بداية تكوُّن الغلاف الجوي الحالي لكوكب الأرض بانتشار الكائنات متعددة الخلايا؛ حيث ظهرت أغلب المجموعات الأساسية من الحيوانات في هذا الوقت. غطت الحياة النباتية سطح الأرض، وبلغت نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي 30٪ هذا ما سمح لحشرات عملاقة بالنشوء، وتسبب أيضًا في نشوب حرائق متكررة للغابات بفعل البرق. وقد حدث انقراض جماعي لكثير من الأنواع الحية منذ نحو 251 مليون عام عندما انخفضت معدلات الأكسجين من 30٪ إلى 12٪في حين بلغت مستويات ثاني أكسيد الكربون نحو ألفي جزء في المليون.
وكان هذا الانقراض الجماعي هو الأسوأ في تاريخ كوكب الأرض؛ حيث قضي على 90٪من الكائنات البحرية و70٪من النباتات والحيوانات البرية. ويعتقد أن السبب في هذا الانقراض الجماعي سلسلة من الأحداث البركانية في سيبيريا استمرت نحو مليون عام منتجة لكميات هائلة من غاز ثاني أكسيد الكربون وغازات أخرى تحتوي على الكبريت، والكلور، والفلور.
منذ نحو 228 مليون عام، بدأت مستويات الأكسجين بالغلاف الجوي في الارتفاع إلى نحو 15٪وظهر أول الديناصورات. واستمرت مستويات الأكسجين في الارتفاع من حينها إلى قبل مائة مليون عام لتصل إلى 23٪وفي ذلك الوقت، كانت حياة الديناصورات في أوجها وكانت الثدييات والطيور الحديثة قد بدأت في التطور. وطوال المائة مليون عام الأخيرة، ترنحت نسبة الأكسحين ما بين 18٪و23٪ لتستقر على نسبته الحالية في الغلاف الجوي 21٪.
مفهوم تلوث الغلاف الجوي:
تتعدّد المشاكل البيئيّة في العالم بأسره، ويزداد الاختلال في التوازن البيئي؛ حيث انتشر التلوّث في الهواء والماء والتربة والتلوث الضوضائيّ، وقد ساهم الإنسان بشكلٍ كبير في زيادة التلوث، بينما هناك مجموعة كبيرة من المؤسّسات والجمعيات والأفراد والمنظمات، تسعى دائماً للتّخفيف والحد من هذا التلوث، وإعادة التوازن في مكوّنات النظام البيئيّ. يُعدّ التلوث الجويّ من أكثر أنواع الملوّثات المتأثّرة بغيرها؛ فتلوّث الغلاف الجويّ هو تغيّرٌ يَحدث في الهواء الجويّ نتيجة وجود مواد صلبة أو سائلة أو غازيّة بكميّاتٍ مسبّبةً أضراراً تُصيب الإنسان والحيوان والنبات، وكذلك الأشياء، ويُعتبر تلوّث الهواء من أسوأ الملوّثات الجويّة، لأنه كلّما ازداد عدد السكان في المنطقة ازداد التلوّث، وخصوصاً مع انتشار الثورة الصناعيّة في العالم، وازدياد وسائل النقل والمواصلات وتطورها، واعتمادها على النفط والبترول كوقود؛ فهي تنفث كميّاتٍ كبيرة من الغازات الملوّثة في الجو، مثل: غاز أول أكسيد الكربون السام، وثاني أكسيد الكبريت، وغاز الأوزون .
أسباب التلوّث الجويّ:
- قطاع النقل والمواصلات بأنواعه.
- مراكز الاحتراق الثابتة.
- المراكز والتجمّعات الصناعيّة العديدة.
- العوامل الطبيعيّة.
مصادر ملوّثات الغلاف الجويّ:
1- مصادر طبيعيّة:
هي المَصادر التي لا شأن للإنسان بها، فهي مُلوثات تسبّبها مصادر في الطبيعة، ومن المستحيل التحكّم بها أو منع حدوثها على الرغم من تلويثها للهواء بصورةٍ كبيرة، إلاّ أن الأضرار الناتجة عن الملوّثات الطبيعيّة ليست بالغة إذا تحكّم الإنسان بها، ومثال على هذه الملوّثات الطبيعيّة:
- أكاسيد النيتروجين الناتجة عن التفريغ الكهربائي في السحب الرعديّة.
- كبريتيد الهيدروجين الناتج عن انتزاع الغاز الطبيعي من باطن الأرض، أو بسبب البراكين، أو بسبب البكتيريا الكبريتيّة.
- غاز الأوزون، والأتربة المتخلّفة عن الشهب والنيازك إلى طبقات الجو السطحيّة.
- الأملاح المُنتشرة في الهواء بفعل الرياح والعواصف، وحبيبات لقاح النباتات.
- الفطريات والبكتيريا والميكروبات المُختلفة المنتشرة في الهواء، سواءً من التربة أو من الحيوانات الميّتة المتعفّنة، والفضلات الآدميّة.
- المواد المشعّة الموجودة في بعض أنواع التربة وصخور القشرة الأرضيّة، وكذلك الناتجة عن تأيّن الغازات الجويّة بفعل الأشعة الكونيّة.
2- مصادر غير طبيعية :
هي التي تنشأ بفعل الإنسان، لذلك يستطيع الإنسان التحكّم فيها، بالتالي يمنع أو يُخفّض كميّات الملوّثات المنبعثة منها، وتعد من المصادر العديدة التي لا يُمكن حصرها من مواد ملوّثة وضوضاء وروائح كريهة، معظمها ضارة بأشكال الحياة المختلفة، فهي تؤثّر في المواصفات والخصائص المعتادة، ومنها ما يلي:
- استخدام الفحم والغاز الطبيعيّ والمواد النفطيّة كوسيلةٍ للوقود في العديد من الصناعات والأغراض المعيشيّة.
- الحرف والصناعات المختلفة، ووسائل النقل البريّة والبحريّة والجويّة.
- استخدام المواد الكيماويّة في أغراض الزراعة.
- استخدام الطاقة النوويّة في الأغراض السلميّة.
- النشاط السكانيّ المتعلّق بمخلّفات المنازل من مواد صلبة وسائلة، واستخدام المبيدات الحشريّة، والمذيبات الصناعيّة.
النتائج المترتبة عن إختلال الغلاف الجوي:
يعتبر تلوث الغلاف الجوي في أيامنا أحد المشاكل الكثيرة التي يعاني منها العديد من الناس في مختلف أماكن العالم، حيث يشتكي العديد من الناس من تغير الجو بازدياد درجات الحرارة وتغير المناخ بشكل عام كازدياد الغبار وازدياد الأمراض وانتشارها بشكل أكبر. ويعود السبب في هذا كله إلى ظاهرة واسعة الانتشار في أيامنا الحالية تعود إلى الثورة الصناعية وهي تلوث الهواء أو تلوث الغلاف الجوي، فبعد الثورة الصناعية ازداد استخدام الوقود الأحفوري بشكل كبير ومتزايد ممّا أدّى إلى زيادة الانبعاثات في الغلاف الجوي من ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة وغيرها، وهو الأمر الذي أدى إلى تغير درجات الحرارة.
إن تلوث الغلاف الجوي عبارة عن اختلال في النسب الحقيقية للمواد والغازات في الغلاف الجوي وزيادة الغازات السامة والضارة على حساب غازات أخرى كازدياد ثاني أكسيد الكربون في الجو والذي يعد من أخطر الغازات التي ازدادت مع تطور العملية الصناعية والتكنولوجية التي تؤثر على الغلاف الجوي على حساب الأوكسجين، فازدادت أعداد المصانع والسيارات ووسائل النقل المختلفة والوسائل التكنولوجية الحديثة، وأيضاً انبعاث الغازات السامة كتلك التي تنبعث من أنظمة التبريد القديمة وهي مركبات الكلوروفلوروكربون ما فاقم الخطر الكبير على الغلاف الجوي.
ويتبع تلوث الغلاف الجوي العديد من المشاكل الأخرى والظواهر البيئية كثقب الأوزون وهو ما تتسبب به غازات الدفيئة والتي يمكن تعريفها بشكل مختصر بنضوب طبقة الأوزون، وهي الطبقة التي تقوم بحماية الأرض من الأشعة الضارة التي تصل إليها من الشمس والكون كالأشعة فوق البنفسجية، ويتسبب تلوث الغلاف الجوي في ظاهرة الاحتباس الحراري أو ظاهرة البيت الزجاجي والتي تمّ تسميتها بذلك لأنها تعمل كالبيت الزجاجي، إذ أنّها تقوم بإدخال الحرارة إلى الأرض بشكل كبير جداً، إلّا أنها تقوم بحبسها بعد ذلك وتمنعها من الخروج إلى خارج الغلاف الجوي ممّا يؤدي إلى الازدياد الملحوظ في درجات الحرارة في الآونة الأخيرة.
وتتسبب هذه الظواهر المجتمعة تحت مسمى تلوث الغلاف الجوي بالعديد من المشاكل على المستوى العالمي، ومن هذه المشاكل ما هو حاصل في وقتنا الحالي ومنها ما يتوقع حصوله في حال عدم اتخاذ الإجراءات اللازمة للقضاء على هذه المشكلة مثل ذوبان الجليد في القطبين بسبب ارتفاع درجات الحرارة في العالم وهو ما يتسبب بازدياد منسوب المياه في البحار وغمر السواحل والمدن الساحلية.