Ερημοποίηση & Φαινόμενο του Θερμοκηπίου
Αίτια ερημοποίησης, πυρκαγιές μεσογειακών οικοσυστημάτων, διάβρωση, ρύπανση και ρύποι, φαινόμενο του θερμοκηπίου
Κάθε καλοκαίρι βλέπεις στις ειδήσεις πυρκαγιές σε ελληνικά δάση. Ένα μεσογειακό πευκοδάσος μπορεί να ξαναπρασινίσει σε λίγα χρόνια — ή να γίνει γυμνός βράχος. Τι κάνει τη διαφορά; Και γιατί ένα αέριο που υπάρχει σε ελάχιστη ποσότητα στον αέρα, το , μπορεί να αλλάξει το κλίμα ολόκληρου του πλανήτη;
Ερημοποίηση
Τα ερημικά οικοσυστήματα βρίσκονται φυσιολογικά όπου η βροχόπτωση είναι πολύ χαμηλή. Οικοσυστήματα με άγονα εδάφη, μικρή παραγωγικότητα και μικρή βιομάζα εμφανίζονται όμως και εκεί όπου το κλίμα θα επέτρεπε πλούσια βλάστηση — ως αποτέλεσμα ανθρώπινων παρεμβάσεων που οδηγούν στην ερημοποίηση.
Αίτια:
- η καταστροφή από την όξινη βροχή,
- η αποψίλωση (π.χ. τροπικά δάση),
- οι πυρκαγιές και η υπερβόσκηση στα μεσογειακά οικοσυστήματα.
Με την καταστροφή των φυτών το έδαφος δεν συγκρατείται από τις ρίζες· οι βροχές σχηματίζουν χειμάρρους που παρασύρουν το χώμα (διάβρωση) και μένει γυμνός φλοιός.
Πυρκαγιές στα μεσογειακά οικοσυστήματα
Το μεσογειακό κλίμα έχει υγρό, ήπιο χειμώνα και θερμό, ξερό καλοκαίρι, που ευνοεί τη φωτιά (υψηλές θερμοκρασίες, ξηρασία, συσσώρευση ξερών φύλλων).
Τα μεσογειακά οικοσυστήματα μπορούν να επανακάμψουν σε λιγότερο από δέκα χρόνια, γιατί οι οργανισμοί τους έχουν προσαρμοστεί στην περιοδική φωτιά με μηχανισμούς αναγέννησης: νέοι βλαστοί και φύλλα από υπόγειους οφθαλμούς, αυξημένη φύτρωση σπερμάτων που διασκορπίστηκαν λόγω της φωτιάς.
Οι μηχανισμοί αυτοί δεν αρκούν όταν το οικοσύστημα καίγεται επανειλημμένα ή όταν μετά τη φωτιά γίνονται ανασταλτικές επεμβάσεις, όπως η βόσκηση. Η φωτιά αυξάνει τη διάβρωση· σε μεγάλη κλίση και με καταρρακτώδεις βροχές, η διάβρωση οδηγεί σε κατάρρευση του οικοσυστήματος και ερημοποίηση.
Πότε ένα μεσογειακό οικοσύστημα δεν μπορεί να επανακάμψει μετά από πυρκαγιά;
Ρύπανση
Ρύπανση είναι η επιβάρυνση του περιβάλλοντος με κάθε παράγοντα (ρύπο) που έχει βλαπτικές επιδράσεις στους οργανισμούς. Ρύποι είναι χημικές ουσίες αλλά και μορφές ενέργειας: θερμότητα, ήχος, ακτινοβολίες.
Κριτήριο για την απειλή ενός ρύπου δεν είναι τόσο η ποιότητά του όσο ο ρυθμός με τον οποίο προστίθεται σε ένα οικοσύστημα: μια αβλαβής ουσία γίνεται απειλητική αν εισάγεται γρηγορότερα απ' όσο απομακρύνεται ή αδρανοποιείται από τους μηχανισμούς αποκατάστασης· αντίθετα, μια τοξική ουσία μπορεί να μην προκαλεί σοβαρές επιπτώσεις αν απομακρύνεται γρηγορότερα απ' όσο εισάγεται.
Η ρύπανση διακρίνεται σε ατμοσφαιρική, των υδάτων και του εδάφους — η διάκριση δεν είναι απόλυτη, γιατί οι μορφές αλληλεπιδρούν.
Το φαινόμενο του θερμοκηπίου
- Η ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στη Γη απορροφάται κατά ένα μέρος από την επιφάνεια και κατά ένα άλλο εκπέμπεται πίσω ως υπέρυθρη ακτινοβολία.
- Μέρος της υπέρυθρης δεσμεύεται από το διοξείδιο του άνθρακα και τους υδρατμούς της ατμόσφαιρας → ήπια αύξηση της θερμοκρασίας. Χωρίς αυτό, η μέση θερμοκρασία της Γης θα ήταν περίπου −20 °C αντί για 15 °C — το φαινόμενο είναι απαραίτητο για τη ζωή.
- Το υπόλοιπο διαφεύγει στο Διάστημα και αποτρέπεται η υπερθέρμανση.
Ενίσχυση του φαινομένου: η υπέρμετρη καύση ορυκτών καυσίμων αυξάνει τη συγκέντρωση · δεσμεύεται περισσότερη υπέρυθρη και αυξάνεται η θερμοκρασία. Συνέπειες: τήξη των πολικών πάγων → άνοδος της στάθμης της θάλασσας και απώλεια χερσαίων εκτάσεων· γόνιμες περιοχές μπορεί να γίνουν άγονες και αντίστροφα. Είναι απαραίτητο να μειωθούν παγκοσμίως οι εκπομπές , αν και οι προβλέψεις δεν μπορούν να είναι απόλυτα ακριβείς λόγω της πολυπλοκότητας των ατμοσφαιρικών φαινομένων.
Η ονομασία προέρχεται από την ομοιότητα με ένα θερμοκήπιο: ο αέρας που θερμαίνεται από τον ήλιο παγιδεύεται, όπως κάτω από το τζάμι.
Φαντάσου την ατμόσφαιρα σαν κουβέρτα. Μια λεπτή κουβέρτα (φυσικό φαινόμενο θερμοκηπίου) σε κρατά ζεστό — χωρίς αυτήν θα πάγωνες (−20 °C). Όσο προσθέτεις , είναι σαν να προσθέτεις κουβέρτες μέσα στο καλοκαίρι: το πρόβλημα δεν είναι η κουβέρτα, είναι το πάχος της.
Ποια πρόταση για το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι σωστή;
Μέθοδος: εξηγώ ένα περιβαλλοντικό πρόβλημα
- Αιτία: ποια ανθρώπινη δραστηριότητα (καύση, αποψίλωση, βόσκηση, πυρκαγιές);
- Μηχανισμός: τι αλλάζει στο οικοσύστημα (π.χ. περισσότερο → περισσότερη δέσμευση υπέρυθρης· λιγότερα φυτά → διάβρωση).
- Συνέπειες: στο κλίμα, στο έδαφος, στους οργανισμούς.
- Λύσεις: μείωση εκπομπών, προστασία από πυρκαγιές, απαγόρευση βόσκησης σε καμένες εκτάσεις.
Άσκηση: Γιατί η βόσκηση σε μια καμένη έκταση μπορεί να οδηγήσει σε ερημοποίηση;
Λύση:
Μετά τη φωτιά τα μεσογειακά φυτά αναγεννώνται από υπόγειους οφθαλμούς και από σπέρματα που φυτρώνουν. Τα ζώα που βόσκουν τρώνε αυτούς τους νέους βλαστούς, οπότε η βλάστηση δεν επανέρχεται. Χωρίς ρίζες το έδαφος δεν συγκρατείται, οι βροχές το διαβρώνουν και η περιοχή ερημοποιείται.
Άσκηση τύπου διαγωνίσματος: (α) Να περιγράψεις τον μηχανισμό του φαινομένου του θερμοκηπίου. (β) Γιατί χαρακτηρίζεται απαραίτητο για τη ζωή; (γ) Ποιες ανθρώπινες δραστηριότητες το ενισχύουν και ποιες είναι οι πιθανές συνέπειες;
Λύση:
(α) Η ηλιακή ακτινοβολία απορροφάται εν μέρει από τη Γη, που εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία. Μέρος της δεσμεύεται από και υδρατμούς και θερμαίνει ήπια την ατμόσφαιρα· το υπόλοιπο διαφεύγει στο Διάστημα.
(β) Χωρίς αυτό η μέση θερμοκρασία της Γης θα ήταν περίπου −20 °C αντί για 15 °C.
(γ) Η καύση ορυκτών καυσίμων (και η καταστροφή δασών) αυξάνει το · δεσμεύεται περισσότερη υπέρυθρη και η θερμοκρασία ανεβαίνει. Συνέπειες: τήξη πολικών πάγων, άνοδος στάθμης της θάλασσας, απώλεια χερσαίων εκτάσεων, αλλαγές στη γονιμότητα περιοχών.
Ήδη το 1859 ο Ιρλανδός φυσικός John Tyndall έδειξε με πειράματα στο εργαστήριο ότι το διοξείδιο του άνθρακα και οι υδρατμοί απορροφούν τη θερμική (υπέρυθρη) ακτινοβολία, ενώ το άζωτο και το οξυγόνο σχεδόν καθόλου. Ήταν η πρώτη πειραματική βάση για το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Η μέση θερμοκρασία της Γης είναι 15 °C και χωρίς φαινόμενο θερμοκηπίου θα ήταν −20 °C. (α) Πόσους βαθμούς «προσθέτει» το φυσικό φαινόμενο; (β) Ένας ρύπος εισάγεται σε μια λίμνη με ρυθμό 5 kg/ημέρα και απομακρύνεται από τους μηχανισμούς της με ρυθμό 3 kg/ημέρα. Τι θα συμβεί στην ποσότητά του σε 30 ημέρες; Τι θα γινόταν αν ο ρυθμός απομάκρυνσης ήταν 6 kg/ημέρα;
Δοκίμασε πρώτα μόνος σου — μετά δες τη λύση
(α) βαθμούς Κελσίου.
(β) Κάθε μέρα συσσωρεύονται kg, άρα σε 30 ημέρες kg — η ουσία συσσωρεύεται και γίνεται απειλή ακόμα κι αν είναι σχετικά αβλαβής σε μικρές ποσότητες. Με απομάκρυνση 6 kg/ημέρα, μεγαλύτερη από τα 5 kg της εισαγωγής, η ουσία δεν συσσωρεύεται — γι' αυτό κριτήριο είναι ο ρυθμός εισαγωγής και όχι μόνο η φύση του ρύπου.
Ποιο από τα παρακάτω ΔΕΝ αναφέρεται ως αίτιο ερημοποίησης;
- Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι εξ ολοκλήρου κακό. Το φυσικό φαινόμενο είναι απαραίτητο· πρόβλημα είναι η ενίσχυσή του.
- Το δεσμεύει την ηλιακή ακτινοβολία που έρχεται. Δεσμεύει την υπέρυθρη που εκπέμπει η Γη.
- Ερημοποίηση = μόνο έλλειψη βροχής. Οφείλεται και σε ανθρώπινες παρεμβάσεις (όξινη βροχή, αποψίλωση, πυρκαγιές, υπερβόσκηση).
- Ρύπος = μόνο χημική ουσία. Και θερμότητα, ήχος, ακτινοβολίες.
- Ερημοποίηση από όξινη βροχή, αποψίλωση, πυρκαγιές και υπερβόσκηση· διάβρωση του εδάφους.
- Μεσογειακά οικοσυστήματα: επανάκαμψη σε <10 χρόνια χάρη σε μηχανισμούς αναγέννησης, εκτός αν καίγονται επανειλημμένα ή βόσκονται.
- Ρύπανση: ρύποι χημικοί και ενέργεια· κριτήριο ο ρυθμός εισαγωγής σε σχέση με τον ρυθμό απομάκρυνσης.
- Θερμοκήπιο: και υδρατμοί δεσμεύουν υπέρυθρη· 15 °C αντί για −20 °C.
- Ενίσχυση από καύση ορυκτών καυσίμων → θέρμανση, τήξη πάγων, άνοδος στάθμης θάλασσας.