Atmosferin Yapısı ve Sera Gazları

  Dünya’nın atmosferini birçok farklı gaz oluşturmaktadır. Dünyanın yüzde 78’i azot, yüzde 21’i ikinci sıradaki oksijendir. Diğer gazlar geriye kalan yüzde 1’i oluşturur. Bazıları (helyum ve kripton gibi) kimyasal açıdan atıldır ve diğer gazlarla reaksiyona girmez. Diğer bazı gazlar ise gezegenimiz için adeta bir battaniye olma yeteneğine sahiptir. Bunlar “sera gazları” olarak adlandırılmaktadır. Sera örtüleri gibi bu gazlar da güneşten gelen enerjiyi ısı olarak hapseder. Onların sera etkisi olmasaydı Dünya oldukça soğuk ve küresel sıcaklık ortalaması -18 °C civarında olacaktı. Oysa gezegenimizin yüzeyindeki ısı ortalama olarak 15 °C civarındadır ve bu sıcaklık düzeyi yaşamayı olanaklı kılar.

1850’li yıllardan bu yana insan faaliyetleri, havaya fazladan sera gazı miktarı salınımını başlattı. Yıllar geçtikçe artan bu fazlalık, yavaş yavaş dünya genelindeki ortalama sıcaklıklarda önemli bir artışa neden oldu. NASA’nın yaptığı hesaplamalara göre günümüz küresel ortalaması 1951 ve 1980 yılları arasındaki ortalamadan 0,9 °C daha yüksek. Kimyacı Stephen Montzka’nın araştırmalarına göre, en çok endişelenilmesi gereken dört temel sera gazı var. Bunların en iyi bilineni karbondioksittir (CO2). Diğerleri metan, azot oksit ve kloroflorokarbonları (CFC’ler) içeren gruptur. (CFC’ler, gezegeni koruyan yüksek irtifa ozon tabakasının incelmesinde rol oynayan soğutucu maddelerdir. 1989’da başlatılan küresel anlaşmanın parçası olarak tasfiye edilmektedirler.) İklimi etkileyen daha birçok kimyasal madde olsa da Montzka, bu dört sera gazının “insanların kontrol altına alabileceği” gazlar olduğunu belirtir.

İklimleri Değiştiren Kimyasallar

Buzullar eriyor, deniz seviyeleri yükseliyor, ormanlar ölüyor ve vahşi hayvanlar yaşayabilmek için çabalıyor. Geçtiğimiz yüzyıldan başlayarak büyük bir ısınmaya neden olan modern yaşam, ısı tutucu gazları açığa çıkararak son 650.000 yıldan daha fazla bir zamandır sera gazı etkisini oluşturdu ve iklimleri değiştirmeye başladı. Her sera gazı, bir kez yayıldığında hemen yükselir. Bu gazların bazıları, molekül başına diğerlerinden daha fazla ısıyı hapseder. Bazıları, atmosferde diğerlerinden daha uzun süre kalır. Bunun nedeni her birinin farklı kimyasal özelliklere sahip olmasıdır. Ayrıca, zamanla atmosferden farklı işlemlerle uzaklaştırılırlar.

Karbondioksit

Aşırı CO2’nin kaynağı çoğunlukla kullanılan fosil (kömür, petrol ve doğal gaz) yakıtlardır. Bu yakıtlar, araçlardan elektrik ya da endüstriyel kimyasallar üretimine kadar her alanda kullanılmaktadır. 2016 yılında CO2, salınan sera gazlarının yüzde 81’ini oluşturmuştur. Diğer kimyasallar atmosferdeki ısıyı yükseltmekte daha etkilidir. Ancak CO2, daha çok insan faaliyetlerinden kaynaklanır. Aynı zamanda en uzun ömre sahiptir. Her yıl belirli bir miktar CO2, büyüyen bitkiler tarafından temizlenmektedir. Karşılığında bitkilerin yeterince yetişemediği soğuk aylarda daha fazla CO2 salınmaktadır. CO2, ayrıca okyanuslara karışmakta; sudaki organizmalar tarafından kalsiyum karbonata dönüştürülmektedir. Sonunda bu kimyasal, binlerce yıl boyunca karbonun depolanabileceği, kireçtaşının bir bileşeni haline gelmektedir. Bu kaya oluşum süreci ise oldukça yavaştır. Açıkçası, CO2 atmosferde on yıllardan binlerce yıla kadar kalabilir.

Metan

Metan (CH4), doğalgazın ana bileşenidir. Çok çeşitli biyolojik kaynaklar, metan gazının oluşmasına sebep olur. Bunlar arasında pirinç üretimi, hayvan dışkısı ve çöplüklere atılan atıkların parçalanması sayılabilir. Metan, sera gazı emisyonlarının yaklaşık yüzde 10’unu oluşturur. Bu gazın her bir molekülünün yakaladığı ısı CO2’den daha fazladır. Ancak metan, atmosferde uzun süre kalamaz. Atmosferde hidroksil radikalleri ile reaksiyona girdiğinde parçalanır (bağlı oksijen ve hidrojen atomlarından yapılan nötr yüklü OH iyonları). Metanın giderilmesi için gereken süre yaklaşık on yıldır.

Nitröz Oksit

Nitröz oksit (N2O), salınan sera gazlarının yaklaşık yüzde 6’sını oluşturmaktadır. Bu gaz tarımdan, fosil yakıtların yanmasından ve kanalizasyonlardan kaynaklanmaktadır. N2O, ısı tutmada CO2’den yüzlerce kat daha etkilidir. N2O ayrıca yaklaşık yüz yıl boyunca atmosferde kalabilir. Her yıl, havadaki N2O’nun yalnızca yüzde 1’i yeşil bitkiler tarafından amonyak veya bitkilerin kullanabileceği diğer azot bileşiklerine dönüştürülür. Bu yüzden bu doğal N2O temizliği yetersizdir.

Kloroflorokarbon

CFC’ler ve yeni türevlerinin tümü insanlar tarafından üretilmektedir. Soğutucu olarak ya da kimyasal reaksiyonlarda ve aerosol spreylerde çözücü olarak kullanılır. Sera gazı emisyonlarının yalnızca yüzde 3’ünü oluşturmaktadırlar. Reaksiyona girerek ozon tabakasını parçalamaktadırlar. Bu gazlar yalnızca atmosferin çok yüksek bir katmanına ulaştıklarında ortadan kalkmaktadır. Stratosferde, yüksek enerjili ışık kimyasalları bombalar ve parçalar. Ancak bu on yıllar süren bir zaman diliminde oluşabilmektedir. CFC’ler gibi, diğer flor bazlı kimyasallar da molekül bazında güçlü sera gazlarıdır. Ancak bunların salınımları CO2’ye kıyasla çok düşük olduğundan, etkileri de oldukça düşüktür.

Kaynakça:
– Corbin Tennyson, “Greenhouse Gases: Capturing, Utilization and Reduction”, Scitus Academics Llc.
– Rebecca L. Johnson, “The Greenhouse Effect: Life on a Warmer Planet”, Lerner Publishing Group.

Yazar: Oben Güney Saraçoğlu