الکتریسیته ساکن در فضا

درمواقعي از سال كه رطوبت هوا بسيار كاهش مي‌يابد، بعد از چند قدم راه رفتن روي فرش منزل با كفشي كه تخت چرمي دارد اگر دستگيره فلزي درب اتاق را لمس كنيد، تخليه شديد بار الكتريكي منجر به سوزش خفيفي در نوك انگشتان‌تان خواهد شد. الكتريسيته ساكني كه در اين مواقع از بدن انسان تخليه مي‌شود تا صدها ولت اختلاف پتانسيل دارد. براي اينكه بفهميم اين بار الكتريكي چگونه در بدن ما به وجود مي‌آيد بايد با ساختمان اتمها آشنا شويم.

اتمها از هسته و پوسته تشكيل شده‌اند. در هسته نوترونهاي فاقد بار الكتريكي و پروتونهاي داراي بار مثبت قرار دارند كه در مجموع بخش اعظم جرم يك اتم را تشكيل مي‌دهند. الكترونها به تعدادي در پوسته قرار مي‌گيرند تا بار الكتريكي كل اتم خنثي باشد. بعضي اتمها الكترونهاي خود را با قدرت تمام نگه داشته‌اند و در مقابل بعضي ديگر انرژي چنداني براي نگهداري الكترونهاي خود هزينه نمي‌كنند. نيروي لازم براي كندن الكتروني از پوسته اتم به فاصله رويه پوسته تا هسته مركزي اتم بستگي دارد. زماني كه دو جسم با جنسهاي متفاوت به هم ماليده مي‌شوند با توجه به ميزان ميل اتمها به نگهداري الكترون، يكي از آنها الكترونهاي خود را از دست مي‌دهد و تجمع بار الكتريكي مثبت در آن افزايش مي‌يابد و در مقابل ديگري با دريافت الكترونهاي آزاد شده بار منفي پيدا مي‌كند. از آنجا كه هميشه ميل به جذب الكترون در اتمهاي مختلف متفاوت مي‌باشد، مي‌توان مطمئن بود كه در اثر تماس دو جنس مختلف با هم، حتماً تبادل الكتريسيته صورت مي‌گيرد اما ميزان اين تبادل براي مواد مختلف، متفاوت است.

در زمين، جاييكه ما زندگي مي‌كنيم، هوا و لباسهايي كه مي‌پوشيم به قدر كافي رطوبت دارد تا در نقش هادي الكتريكي عمل كرده و الكتريسيته ساكن ذخيره شده در بدن ما را كه در اثر تماس با ساير اجسام پديد مي‌آيد، به زمين هدايت كنند. تخليه تدريجي و اندك‌اندك بار الكتريكي بدن به زمين باعث مي‌شود درد و رنج و خطرات ناشي از تخليه ناگهاني بار الكتريكي منتفي شود. اما زماني كه هوا و ساير چيزهايي كه در اطراف ما قرار دارد كاملاً خشك باشند، هيچ راهي براي انتقال بار الكتريكي ذخيره شده در بدن به زمين وجود نخواهد داشت. در چنين شرايطي بدن انسان همانند يك خازن الكتريكي به ذخيره‌سازي بار الكتريكي منفي مي‌پردازد. تخليه بار الكتريكي ساكن در سفرهاي فضايي يكي از مشكلات اساسي فضانورداني خواهد بود كه براي كاوش به ماه يا مريخ اعزام مي‌شوند. در جايي مثل مريخ كه هوا به شدت خشك است و هيچ رطوبتي در خاك وجود ندارد، چند قدم راه رفتن روي سطح اين سياره مي‌تواند بار الكتريكي زيادي در پوسته لباس فضايي فضانورد ايجاد كند. يك انسان معمولي مي‌تواند تا 20,000 ولت بار الكتريسيته در خود ذخيره كند، در چنين حالتي تماس با مثلاً دستگيره درب ورودي سكونت‌گاهي در مريخ يك فاجعه به بار خواهد آورد.اين موضوع مي‌تواند منجر به جراحت عميق فضانورد و ايجاد اشكالات احتمالي در سيستمهاي الكترونيكي لباس فضايي وي و يا محل سكونتش شود.

در جايي مانند مريخ يا ماه شرايط براي توليد الكتريسيته ساكن كاملاً ايده‌آل است. خاك سطح آنها كاملاً خشك است، خشكتر از بي آب و علف‌ترين صحراي روي زمين و در چنين شرايطي سطح سياره يا قمر همچون يك عايق كامل عمل خواهد كرد. علاوه بر اين در ساخت لباس فضايي، اتومبيلهاي فضايي و سكونت‌گاه‌هاي فضايي از تعداد بي‌شماري ماده مختلف استفاده شده است كه هيچ سنخيتي با خاك ماه يا مريخ نيز ندارند. با اين اوصاف راه رفتن در سطح سياره با چكمه‌هاي فضانوردي و راندن روي مريخ باعث تبادل الكترون بين سطح سياره و لباس فضايي يا وسيله حمل و نقل سطح‌نورد خواهد شد و از آنجا‌كه خاك سطح سياره يا ماه كاملاً عايق است (به دليل خشك بودن مطلق) تمام بار منتقل شده در لباس فضايي، بدن فضانورد و وسيله نقليه سطح‌نورد باقي خواهد ماند. هنوز تخمين دقيقي از بار ذخيره شده نداريم، اما حدس زده مي‌شود مقدار آن بسيار زياد باشد.

موضوع مشكلات ناشي از بارهاي الكترواستاتيكي اولين بار در اواخر دهه 1990، در مركز تحقيقات گلن - ناسا، جاييكه فيزيكداني به نام جوزف كلوكي (Joseph Kolecki) به همراه همكارانش روي نمونه‌اي با ابعاد واقعي از مريخ‌نورد پتس‌فايندر (Path Finder) كار مي‌كردند شناخته شد. آنها قبل از پرتاب مريخ‌نورد، شرايطي واقعي شامل سطح و جو مريخ را در آزمايشگاهي به وجود آوردند و با نمونه‌اي واقعي از مريخ‌نورد پتس‌فايندر به گشت و گذار در آن پرداختند. در آن شرايط بود كه كلوكي و همكارانش متوجه صدها ولت بار الكترواستاتيكي شدند كه مريخ‌نورد را در بر گرفته بود.

اين كشف باعث شد كه پژوهشگران ناسا به تكاپو افتند تا به گونه‌اي موفق بر اين مشكل فائق آيند. بار الكتريكي طبق يك اصل طبيعي در مناطق و موقعيتهاي تيز جسم تجمع مي‌كند.

از اين رو دانشمندان با نصب رشته‌هاي بسيار نازكي (حدود 0025/0 ميلي‌متر) از جنس تنگستن روي بدنه فلزي آنتن تلاش كردند تا قسمت اعظم بار الكترواستاتيكي ايجاد شده روي مريخ‌نورد پتس‌فايندر را در اين تارهاي نازك فلزي جمع كنند. ايجاد اختلاف پتانسيل خيلي زياد بين اين رشته‌ها و جو رقيق مريخ باعث مي‌شود بخش زيادي از بار اندك‌اندك توسط جو سياره جذب گردد. چنين وسيله‌اي روي مريخ‌نوردهاي روح (Spirit) و فرصت (Opportunity) نيز نصب شده است.

كارلوس كيل (Carlos Calle) از آزمايشگاه الكترواستاتيك و فيزيك سطح كه در مركز فضايي كندي مستقر است مي‌گويد : "از فضانوردان مأموريت آپولو هيچ گزارشي مبني بر تخليه بار الكتريكي دريافت نشده است. اما بايد در نظر داشت كه مأموريتهاي آينده به ماه با ابزارهاي بزرگتر و فعاليتهاي بيشتري خواهد بود كه طبيعتاً منجر به توليد بار الكتريكي ساكن در ابزار و لباس فضانوردان خواهد شد. اما در ماه ديگر جوي وجود ندارد تا بتوان به تخليه تدريجي الكتريسيته از اين راه اميدوار بود. بنابراين بار الكتريكي ذخيره شده دائماً افزايش خواهد يافت تا اينكه شرايط براي تخليه محيا شود كه در آن صورت حتماً شرايط مورد پسند ما نخواهد بود." وي در ادامه مي‌افزايد: " در مريخ با توجه به وجود جو رقيق مي‌توان اميدوار بود كه تخليه بار الكتريكي حداكثر در محدوده اختلاف پتانسيل صدو يا دويست ولت صورت پذيرد. چنين تخليه‌اي براي سلامتي فضانوردان تهديد محسوب نمي‌شود هرچند باعث آزار آنها خواهد شد. با اين وجود با اطمينان مي‌توان گفت كهچنين تخليه الكتريكي ضعيفي باعث ايجاد آسيبهاي جدي در ابزار و ادوات الكتريكي و الكترونيكي مي‌گردد.

اين مشكل در زمين به سادگي حل مي‌شود. كافي است ادوات الكترونيكي و يا تجهيزاتي كه بيم باردار شدن آنها مي‌رود را با يك ميله مسي به عمق يك تا دومتري زمين وصل كنيم. تقريباً در همه جاي زمين اين راه‌حل مشكل‌گشاست و به خوبي كار مي‌كند. دليل آن هم به رطوبت نسبي خاك در عمق يك تا دو متري زمين مربوط مي‌شود. زمين مانند يك مخزن بسيار بزرگ هر چيزي را كه با آن وصل كنيم، از نظر بار الكتريكي خنثي خواهد كرد.

اما خاك مريخ يا ماه فاقد رطوبت است و يخي كه انتظار مي‌رود در زير سطح مريخ يافت شود نيز كارگشا نخواهد بود، چراكه يخ رساناي خوبي براي الكتريسيته نمي‌باشد. بنابراين اتصال به سطح ابزار ناكارآمدي براي مريخ يا ماه خواهد بود و نمي‌توان انتظار داشت چنين وسيله‌اي جهت خنثي‌سازي الكتريكي مجتمع‌هاي مسكوني مريخ يا ماه به كار روند!!!

شايد خنده‌دار به نظر برسد در مريخ مي‌توان اميدوار بود كه بهترين اتصال خنثي‌سازي را هوا برايمان فراهم كند. براي نيل به اين منظور بايد يك منبع راديواكتيو بسيار ضعيف را به لباس فضايي، مريخ نورد و مسكن مريخي وصل كرد.

ذرات آلفاي كم انرژي از منبع راديواكتيو ضعيف به بيرون پرتاب شده و در اثر برخورد با مولكولهاي جو رقيق مريخ و تحريك آنها، الكترون لايه بيروني مولكولها را جدا كرده و آنها را يونيزه مي‌كنند. به اين ترتيب غشايي از هواي يونيزه شده با بار غالب مثبت به وجود مي‌آيد كه باعث خنثي‌سازي منابع الكترواستاتيكي خواهد شد.

اما موضوع در ماه بسيار پيچيده‌تر است. در اين قمر نه‌تنها خاك خشك است و رطوبتي براي رسانا كردن آن وجود ندارد بلكه حتي جو رقيقي نيز در دسترس نيست كه بتوان با استفاده از ابزاري آن را به يك هادي الكتريسيته تبديل نمود. شايد بتوان در ماه صفحات توري وسيعي از آلومينيوم كه در همان‌جا قابل استحصال است، ساخت و سكونت‌گاه‌ها و كارگاه‌هاي فضايي را روي آن بنا نمود. در آن صورت اين شبكه عظيم آلومينيومي همچون مخزن بزرگي در نقش خنثي‌كننده الكتريكي عمل خواهد كرد.تحقيقات در اين زمينه هنوز در ابتداي راه است و هر روز ايده‌هاي جديدي براي خنثي‌سازي الكتريسيته مزاحم ارائه و بررسي مي‌شوند.

مديريت وبلاگ علم و فناوري

منبع : Crackling Planets

یخ داغ

برای اغلب مردم، درست كردن یخ كار ساده ای است: كافی است یك ظرف آب را در فریزر قرار دهیم. اما شیمیدانی به نام «یون می چوی» Eun Mi Choi و همكارانش در دانشگاه ملی سئول در كره جنوبی به این مسئله به گونه ای دیگر می نگرند. برای آنها درست كردن یخ از طریق كاهش دما تا زیر نقطه انجماد آب، آخرین گزینه محسوب می شود و نه اولین گزینه. این محققان ترجیح می دهند با قرار دادن آب در معرض میدان های الكتریكی یخ درست كنند و شگفت انگیزتر آنكه این كار را در دمای اتاق انجام می دهند.

اما همانطور كه «دنیس ویتلی» (Denys Wheatley) زیست شناس سلولی دانشگاه آبردین انگلستان كه بر روی تاثیر آب بر سیستم های زنده تحقیق می كند نیز اذعان دارد، ایجاد یخ در دمای اتاق یا اصطلاحا «یخ داغ» واقعا حیرت انگیز است چراكه قرن های متمادی تصور بشر آن بود كه ایجاد یخ فقط با سرما میسر است.
آزمایش موفقیت آمیز «چوی» كه چند ماه پیش صورت گرفت سرانجام به جست وجویی ۱۰ساله در مورد نحوه تشكیل «یخ داغ» پایان داد. اما نتیجه غیرمنتظره این آزمایش شگفت انگیز سئوال جدیدی را نیز برای دانشمندان مطرح كرد. آزمایش «چوی» حاكی از آن است كه نه تنها تبدیل آب ولرم به یخ توسط اعمال میدان الكتریكی، كاری شدنی است بلكه شدت میدان لازم برای این كار نیز به طور غیرمنتظره ای پایین است، آنقدر پایین كه به سهولت می توان میدان های مشابهی را در گوشه و كنار طبیعت از شكاف میان تخته سنگ ها و خلل و فرج ذرات خاك معلق در هوا گرفته تا فضای میان پروتئین ها در سلول های بدن یافت. به همین علت تحقیقات اخیر پس از كشف «یخ داغ»، بر روی این پرسش متمركز شده است كه آیا «یخ داغ»، به طور طبیعی در طبیعت نیز شكل می گیرد

اما بازگردیم به داستان كشف «یخ داغ». داستان تشكیل یخ در دمای اتاق با كشفی به ظاهر تصادفی در سال ۱۹۹۵ و توسط یك دانشمند علم مواد به نام «یاكوب كلین» Jacob Klein در مؤسسه علوم ویزمان Weizmann در اسرائیل آغاز شد. او متوجه شد كه مایعات آلی محصور شده مابین صفحاتی از جنس میكا كه تنها چند نانومتر با همدیگر فاصله گرفته اند در دمایی بسیار بالاتر از حالت معمول خود منجمد می شوند.
همین مسئله سبب شد تا او به این فكر بیفتد كه شاید به روشی مشابه بتوان در دمای اتاق یخ ایجاد كرد. اینگونه بود كه كلین شش سال بعد را صرف آزمایش بر روی آب و دیگر مایعات كرد. آزمایش های او برای منجمد كردن اغلب مایعات در دمای اتاق موفقیت آمیز بود اما در مورد آب خیر. می دانیم كه آب یك مایع معمولی نیست. در حالی كه اغلب مواد در حالت جامد خود، چگال تر از حالت مایع هستند اما موضوع در مورد آب برعكس است به همین دلیل هم كوه های یخ در آب شناور می مانند چراكه آب، پس از انجماد، منبسط شده و نتیجتا چگالی یخ، كم تر از چگالی آب است. نهایتا «كلین» به این نتیجه رسید كه محصور كردن مولكول های آب در فضای تنگ مابین صفحات جامد خود به عنوان مانعی برای انجماد آب عمل می كند. به همین دلیل هم او از ادامه آزمایش خود بر روی آب منصرف شد.

اما «كلین» یك عامل حیاتی را كه برای ایجاد یخ در دمای اتاق لازم است ندیده بود و آن، میدان الكتریكی بود. اما همین كه كلین پروژه تحقیقاتی خود را متوقف كرد دو زیست فیزیكدان به نام های «رونن زانگی» Ronen Zangi و «آلن مارك» Alan Mark كه در آن زمان در دانشگاه گرونینگن در هلند بودند، ادامه تحقیق را به دست گرفتند. این دو محقق در سال ۲۰۰۳ موفق به انجام یك شبیه سازی رایانه ای شدند كه نشان می داد در هنگام اعمال یك میدان الكتریكی چه اتفاقی برای مولكول های آب محصور میان صفحات جامد خواهد افتاد.
از آنجایی كه دو اتم هیدروژن موجود در مولكول آب دارای بار جزیی مثبت بوده و اتم اكسیژن این مولكول نیز بار جزیی منفی دارد بنابراین اعمال میدان الكتریكی بر روی آب می تواند جهت گیری های تصادفی مولكول های آب را تغییر داده و آنها را همانند مولكول های جامدات منظم كند. شبیه سازی های «زانگی» و «مارك» حاكی از آن است كه این میزان نظم می تواند به حدی باشد كه حتی در دمای اتاق هم آب را منجمد و جامد گرداند. «مارك» دراین باره می گوید: «با یك میدان الكتریكی قوی حتی می توان یك لیوان پر از آب را در دمای اتاق به یخ تبدیل كرد.» اما هیچ كس نتوانسته بود صحت این پیش بینی را حتی با مقادیر بسیار جزیی آب به طور تجربی نشان دهد تا اینكه نوبت به «چوی» رسید.

«چوی» و همكارانش ابتدا لایه نازكی از آب را مابین یك صفحه و یك سوزن بسیار باریك فلزی محصور كردند. سپس میدان الكتریكی ضعیفی را مابین سوزن و صفحه فلزی اعمال كرده و سر سوزن را به تدریج به صفحه نزدیك كردند. هنگامی كه سر سوزن فقط ۷۰ نانومتر با صفحه فلزی فاصله داشت، سوزن به مانعی برخورد كرد و دیگر جلوتر نرفت. این مانع، در واقع لایه ای از یخ بود و بدین ترتیب «چوی» برای اولین بار در جهان موفق به ایجاد «یخ داغ» شده بود.

اما آنچه محققان را به طور خاص شگفت زده كرد آن بود كه ایجاد «یخ داغ» با اعمال شدت میدانی در حدود یك میلیون ولت بر متر (نیوتون بر کولن) میسر شده بود. اگرچه ممكن است این شدت میدان، زیاد به نظر برسد اما برعكس تصور شما، این میدان در حدی است كه به راحتی می توان مشابه آن را در بسیاری از نقاط طبیعت یافت. به عنوان مثال، در میان خلل و فرج ذرات خاك معلق در هوا، بار الكتریكی كافی برای ایجاد چنین شدت میدانی وجود دارد. چنین میدانی می تواند حتی در هوای معتدل نیز توده ای از مولكول های آب را به بلورهای بسیار كوچك یخ تبدیل كند. بدین ترتیب پدیده «یخ داغ» ممكن است بتواند نحوه تشكیل ابرها در آسمان را كه سال هاست به شكل یك راز سر به مهر باقی مانده و دانشمندان علوم جوی را سردرگم كرده است تبیین كند. به همین ترتیب، میدان های الكتریكی موجود مابین غشاء سلول های عصبی و یا سطوح پروتئین ها و پلی ساكاریدها نیز می توانند به اندازه كافی شدید باشند كه منجر به شكل گیری ذرات بسیار كوچك یخ در درون سلول ها شوند.«ویتلی» معتقد است كه بدین ترتیب، به زودی جست وجو برای یافتن «یخ داغ» در حفره های درون پروتئین ها نیز آغاز خواهد شد. او می گوید: «در فواصل بسیار كوچك در سطح پروتئین ها می توان میدان های الكتریكی بسیار شدیدی را یافت.»

درواقع ممكن است نشانه هایی از وجود «یخ داغ»، پیش از این نیز بدون آنكه كسی متوجه آن شده باشد خود را بروز داده باشد. شیمیدان هایی كه میزان تحرك مولكول های آب را مطالعه می كردند دریافته بودند كه حركت این مولكول ها در اطراف یون هایی كه دارای دو یا سه بار مثبت هستند نظیر یون های كلسیم و كروم به شدت كند می شود. میزان این كند شدن به حدی است كه مولكول هایی كه در لایه های نزدیك این یون ها قرار دارند ممكن است تا پیش از آنكه جای خود را به دیگر مولكول ها بدهند حتی تا یك ساعت تمام همانطور در اطراف یون مزبور باقی بمانند. اما همین مولكول ها در اطراف یون های تك بار نظیر پتاسیم و سدیم برعكس بسیار پرجنب و جوش هستند. در واقع ممكن است حركت كند آب در اطراف یون های با بیش از یك بار مثبت، نشانه ای از انجماد آب در حضور میدان الكتریكی اطراف یون باشد.
«ویتلی» معتقد است كه پیامدهای كشف این رفتار شگفت انگیز آب بسیار تكان دهنده خواهد بود. آب بستر حیات محسوب می شود و چنانچه ویژگی های این بستر حتی اندكی هم تغییر كند منجر به تحول بیش از یكصد عامل دیگر در سلول ها خواهد شد. «ویتلی» ادامه می دهد:به نظر می رسد كه آب یعنی همان مایعی كه بیشترین بخش بدن ما را تشكیل می دهد هنوز هم جزء ناشناخته ترین عوامل طبیعت است. ویژگی های ناشناخته این مایع حیات بخش، هنوزهم پس از قرن ها تحقیق علمی، ما را شگفت زده می كند.

منبع : New Scientist

گرم شدن زمین

گرم شدن کلی کره زمین، به معنای افزایش میانگین دمای سطح زمین است. از اواخر سالهای 1800، میانگین دمای کلی 4/0 تا 8/0 درجه سانتیگراد افزایش یافته است. بسیاری از کارشناسان پیش بینی کرده اند که میانگین دمای زمین در سال 2100، 4/1 تا 8/5 درجه سانتیگراد افزایش خواهد یافت. این مقدار افزایش، بیشترین مقداریست که ظرف هزار سال اخیر، برای زمین پیش آمده است.

دانشمندان نگران این مشکل اند که انسانها و اکوسیستم های طبیعی نتوانند خود را با این تغییرات سریع آب و هوایی وفق دهند. اکوسیستم شامل ارگانیزمهای زنده و محیط فیزیکی در یک محدوده مشخص است. این گرم شدن عمومی می تواند منتج به ضررهای فراوانی شود، به همین دلیل کشورهایی در سراسر جهان، به منظور کنترل این بحران، قراردادی را به نام پروتوکل کیوتو (Kyoto) طرح کرده اند.

دلایل افزایش دمای سطح زمین
کارشناسان هواشناسی گرم شدن هوا را از سالهای 1800، آنالیز کرده اند. اغلب آنها به این نتیجه رسیده اند که فعالیتهای انسانی عامل اصلی این گرم شدن هوا است. فعالیتهای انسانی با افزایش خاصیت گلخانه ای زمین در گرم شدن زمین دخالت دارد. اثر گلخانه ای، سطح زمین را در فرایند پیچیده ای که با همراهی نور خورشید، گازها و ذرات موجود در اتمسفر صورت می گیرد، گرم می کند. گازهایی که گرما را در اتمسفر زمین نگه می دارند یا اصطلاحا به دام می اندازند، گازهای گلخانه ای نامیده می شوند.

اصلی ترین فعالیت انسانی که منجر به گرمای زمین می شود، سوزاندن سوختهای فسیلی (زغالسنگ، نفت، گاز طبیعی) و از بین بردن جنگلها است. بیشتر سوخت فسیلی در اتومبیلها، کارخانه ها و نیروگاهها به مصرف می رسد. سوزاندن این سوختها گاز دی اکسید کربن با علامت اختصاری CO₂ تولید می کند. CO₂ از گازهای گلخانه ایست که روند فرار گرما از جو به فضا را بسیار کند می کند. درختان و دیگر گیاهان در روند فتوسنتز، گاز CO₂ را از هوا جذب می کنند. با از بین بردن گیاهان، میزان گاز CO₂ در هوا افزایش می یابد. تجزیه شدن گیاهان نیز منجر به افزایش این گاز می شود.

گروه کمی از دانشمندان معتقدند که افزایش گازهای گلخانه ای عامل اصلی این افزایش دما نیست بلکه افزایش انرژی تابیده شده از خورشید عامل اصلی می باشد. اما بیشتر کارشناسان هواشناسی تاثیر این عامل را در روند افزایش دمای عمومی کره زمین بسیار ناچیز می دانند.

عواقب افزایش دما
ادامه این افزایش دما آثار مخرب زیادی در بر دارد. ممکن است گیاهان و جانواران دریازی به مخاطره جدی بیفتند. زیستگاه های گیاهان و حیوانات دچار تغییرات اساسی می شوند. الگوهای آب و هوا دستخوش تغییرات می شوند و نتیجه آن وقوع سیل و خشکسالی و طوفانهای شدید مخرب خواهد بود. افزایش دما با ذوب نمودن یخهای قطبی، باعث بالا آمدن سطح آب دریاها می شود. در مناطق خاصی از زمین، بیماریهای انسانی گسترش می یابد و محصولات کشاورزی نابود می شوند.

تاثیرگرما بر آبها
در هنگام گرم شدن هوا، دمای آب اقیانوسها نیز افزایش می یابد و منجر به بروز مشکلاتی در اکوسیستم اقیانوسها می شود. برای مثال گرم شدن آبها ممکن است باعث بروز پدیده ای به نام سفیدی مرجانهای دریایی شود. وقتی که آب گرم می شود، مرجانها ماده ای را که عامل رنگ و تغذیه آنهاست از درون خود خارج می کنند. در این حالت رنگ مرجانها سفید می شود و چنانچه دمای آب به وضع طبیعی برنگردد، می میرند. گرمای افزوده همچنین منجر به وقوع بیاریهایی می شود که بر جانوران دریایی تاثیر گذار است.

تغییر شکل زیستگاه های طبیعی
ممکن است در محلهای طبیعی مسکونی حیوانات و گیاهان تغییرات شدیدی روی دهد. بسیاری از گونه های زیستی مشکلات زیادی برای ادامه حیات در شرایط جدید خواهند داشت. برای مثال بسیاری از گیاهان گلدار، بدون طی کردن زمستانی سرد، شکوفه نخواهند زد.

تاثیر گرما بر آب و هوا
تکرار وقوع شرایط بحرانی آب و هوا منجر به خسارات زیادی می شود. تغییرات الگوهای بارش باعث افزایش سیلابها و خشکسالی در نواحی مختلف می شود. طوفانها و تندبادها، بیشتر و قدرتنمندتر به وقوع خواهند پیوست.

بالا آمدن سطح آبها
ادامه گرم شدن هوا، در طی چند قرن، مقادیر زیادی از یخهایی که صفحه آنتارکتیکا را پوشانده اند، ذوب می کند. در نتیجه سطح آبها در کل زمین بالاتر می آید. بسیاری از مناطق ساحلی ممکن است دچار سیل زدگی، فرسایش، از بین رفتن زمینهای خشک و ورود آب دریاها به آبهای شیرین شوند. بالا آمدن آب دریاها ممکن است منجر به غرق شدن شهرها، جزایر کوچک و دیگر مناطق زیستی شود.

تهدید سلامت انسانها
بیماریهای گرمسیری نظیر مالاریا و تب دنگی (dengue) به مناطق زیادی شیوع پیدا می کند. ادامه یافتن گرما و شدت یافتن آن می تواند عامل مرگ و میرهای زیاد و بیماریهای گوناگون شود. سیل و قحطی، گرسنگی و سوء تغذیه را افزایش خواهد داد.

خنک کردن زمین
کارشناسان هواشناسی در حال حاضر مشغول مطالعه برای کنترل و محدود کردن افزایش دمای کره زمین می باشند. دو روش کلیدی به این منظور وجود دارد: اول محدود کردن تولید گاز CO2 و دوم تصفیه هوا.

محدود کردن انتشار گاز CO₂
دو تکنیک تاثیرگذار برای محدود کردن تولید CO₂ وجود دارد: اول جایگزین کردن منابع دیگر انرژی به جای سوختهای فسیلی و دوم استفاده بهتر از سوختهای فسیلی.

منابع انرژی جایگزین سوخت فسیلی، CO₂ تولید نمی کنند. این منابع شامل باد، نور خورشید، انرژی هسته ای و حرارت زیر زمین می باشند. دستگاههایی به نام توربین بادی می توانند انرژی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند، باطریهای خورشیدی نیز می توانند نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند و نیروگاههای حرارت زیرزمین می توانند از گرمای موجود در لایه های زیرین خاک انرژی الکتریکی به دست آورند.
استفاده از این منابع هزینه های بیشتری را نسبت به سوختهای فسیلی در بر دارند. با این حال پیشرفت تحقیقات درباره استفاده از آنها می تواند منجر به کاهش هزینه های آنها نیز شود.

تصفیه هوا به دو شکل صورت پذیر است: اول، انبارهای زیر زمین یا زیر آب. دوم، ذخیره سازی در گیاهان زنده.
با تزریق و ورود CO₂ تولید شده در صنعت به زیر زمین یا در اقیانوس می توان این گاز را ذخیره کرد. مناسبترین مکان در اعماق زمین برای انجام این کار، انبارهای طبیعی نفت و گازیست که بیشتر ذخایر آنها استخراج شده است. با ورود این گاز به این گونه انبارهای طبیعی، استخراج بازمانده ذخایر آنها بسیار آسانتر می شود. سود ناشی از تسهیل بهره برداری، هزینه های این روش تصفیه را جبران می نماید. رسوبات عمیق نمک و زغالسنگ نیز مکان مناسبی برای انجام ذخیره سازی CO₂ می باشند. اقیانوسها می توانند CO₂ بیشتری ذخیره کنند اما دانشمندان هنوز موفق به تخمین آثار محیطی این ذخیره سازی نشده اند.

ذخیره سازی در گیاهان
گیاهان سبز به هنگام رشد، CO2 موجود در جو را جذب می کنند. آنها کربن موجود در CO₂ را با هیدروژن ترکیب کرده، قند ساده تولید می کنند و آنرا در بافت خود ذخیره می نمایند. پس از مرگ گیاه، با تجزیه آن، گاز CO₂ از آن متساطع می شود. اکوسیستمهایی با زندگی گیاهی غنی، می توانند CO₂ بیشتری را در خود حبس نمایند.

پروتوکل کیوتو
در سال 1997، نمایندگان 160کشور جهان در کیوتوی ژاپن گرد هم آمدند و قرار دادی به نام پروتوکل کیوتو را تنظیم کردند. این قرارداد برای کاستن انتشار گازهای گلخانه ای است. از سال 2008 تا 2012، سی و هشت کشور صنعتی ناچار به کاستن انتشار گاز CO2 و پنج کشور دیگر ناچار به کاستن انتشار گازهای گلخانه ای خواهند بود. این کشورها باید 1990 مرکز انتشار خود را کنترل نموده و سالانه 95 درصد از میزان انتشار آنها را کاهش دهند. این قرارداد شامل حال کشورهای در حال توسعه نمی باشد. اما کشورهای صنعتی را تشویق می کند که داوطلبانه با کشورهای درحال توسعه برای کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه ای همکاری کنند.

بررسی گرم شدن
پیش از استفاده از وسایل گرما سنج، دانشمندان بر اساس نشانه های فراوانی، افزایش دمای کره زمین را مورد بررسی قرار داده بودند. نشانه ها حاکی از این بود که افزایش دما از سالهای 1900، در هزار سال اخیر بی سابقه بوده است.

در سال 2001، هیئتی با مسئولیت کنترل تغییرات آب و هوا به نام IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)که از طرف سازمان ملل پشتیبانی می شدند، نتایج بررسی های به اثبات رسیده در خصوص گرم شدن زمین را منتشر کردند. کارشناسان هواشناسی مشغول بررسی عوامل طبیعی و دخالتهای انسان در گرم شدن زمین ظرف 100 سال اخیر شدند. هیئت IPCC همچنین نتیجه پیش بینی های دمای هوا تا سال 2100 را اعلام نمود.

در هر حال بررسی ها نشان می دهند که راه حل فوری برای این مسئله وجود ندارد. حتی اگر تمام منابع انتشار گاز CO₂ را ناگهان حذف کنیم، روند گرم شدن هوا، به دلیل وجود گازهای گلخانه ای که در حال حاضر وارد جو شده اند، تا سال 2100 ادامه خواهند داشت.

مديريت وبلاگ علم و فناوري

منبع : كتاب حركت وزندگي (مهدی نوری)