Efectul de seră scăpat de sub control (runaway greenhouse effect) reprezintă o stare climatică extremă în care atmosfera unei planete împiedică eliminarea în spațiu a unei cantități suficiente de radiație termică. Planeta continuă astfel să se încălzească, iar apa de la suprafață se evaporă progresiv. Deoarece vaporii de apă sunt, la rândul lor, un gaz cu efect de seră foarte puternic, încălzirea produce și mai multă evaporare, ceea ce amplifică încălzirea. Se formează astfel o buclă de feedback pozitiv care poate conduce la dispariția oceanelor și la transformarea planetei într-o lume fierbinte și aridă.
În condiții obișnuite, încălzirea unei planete este parțial compensată prin legea Stefan–Boltzmann: pe măsură ce suprafața devine mai caldă, aceasta emite mai multă radiație infraroșie către spațiu, până când se stabilește un nou echilibru energetic. În cazul efectului de seră scăpat de sub control, cantitatea mare de vapori de apă face atmosfera din ce în ce mai opacă pentru radiația infraroșie. La un anumit punct, creșterea temperaturii suprafeței nu mai determină o creștere corespunzătoare a radiației care părăsește planeta. Energia solară absorbită continuă să depășească energia eliminată, iar temperatura crește rapid.
Fenomenul este descris prin existența unei limite maxime a radiației infraroșii care poate fi emisă în spațiu de o atmosferă bogată în vapori de apă. Două praguri importante sunt limita Komabayashi–Ingersoll și limita Simpson–Nakajima. Cea din urmă este considerată adesea mai realistă, deoarece ia în considerare o troposferă în care căldura este transportată și prin convecție. Dincolo de acest prag, apa lichidă nu mai poate rămâne stabilă la suprafață, oceanele se evaporă, iar vaporii ajung în stratosferă. Acolo, radiația ultravioletă descompune moleculele de apă în hidrogen și oxigen; hidrogenul, fiind foarte ușor, poate scăpa treptat în spațiu, ceea ce provoacă pierderea ireversibilă a apei planetei.
Un stadiu mai puțin extrem este numit „efect de seră umed” (moist greenhouse effect). În acest caz, planeta poate păstra încă apă lichidă la suprafață, dar atmosfera superioară conține deja cantități mari de vapori de apă. Aceștia pot fi descompuși fotochimic, iar hidrogenul rezultat se pierde în spațiu. Prin urmare, chiar fără fierberea imediată a oceanelor, planeta se poate usca lent. Aceste limite sunt esențiale pentru stabilirea marginii interioare a zonei locuibile din jurul unei stele: o planetă aflată prea aproape de steaua sa poate primi suficientă energie pentru a-și pierde oceanele. Calculele depind însă de modelele atmosferice, de nori, umiditate, rotația planetei și proprietățile gazelor atmosferice.
Venus este considerată principalul exemplu din Sistemul Solar. Se presupune că planeta ar fi putut avea, în trecutul îndepărtat, cantități importante de apă sau chiar oceane. Pe măsură ce temperatura a crescut, apa s-a evaporat, efectul de seră s-a intensificat, iar vaporii au ajuns în stratosferă. Hidrogenul s-a pierdut în spațiu, în timp ce dioxidul de carbon s-a acumulat în atmosferă. Raportul neobișnuit de mare dintre deuteriu și hidrogen din atmosfera actuală a planetei este interpretat ca un indiciu că Venus a pierdut în trecut o cantitate considerabilă de apă. Lipsa apei a afectat probabil și procesele geologice, inclusiv reciclarea carbonului prin tectonica plăcilor.
Pentru Pământ trebuie făcută o distincție clară între încălzirea globală actuală și un efect de seră scăpat complet de sub control. Modelele climatice prezentate în articol indică faptul că emisiile antropice de dioxid de carbon sunt foarte puțin probabil să transforme Pământul într-o planetă asemănătoare lui Venus. Dioxidul de carbon poate provoca o încălzire globală extrem de periculoasă, creșterea nivelului mărilor, fenomene meteorologice severe și perturbarea ecosistemelor, dar nu blochează radiația infraroșie la fel de eficient ca o atmosferă dominată de vapori de apă. Posibilitatea apropierii de un efect de seră umed este încă analizată, însă cantitățile de CO₂ necesare par mult mai mari decât cele care pot fi generate prin arderea rezervelor accesibile de combustibili fosili.
Pe termen foarte lung, un asemenea proces ar putea deveni inevitabil. Soarele va deveni treptat mai luminos, sporind energia primită de Pământ. În aproximativ unul până la două miliarde de ani, încălzirea solară ar putea destabiliza clima, intensifica evaporarea oceanelor și permite pierderea apei în spațiu. Efectul de seră scăpat de sub control este, prin urmare, nu doar un concept climatic, ci și unul fundamental pentru înțelegerea evoluției planetelor, a condițiilor de locuibilitate și a destinului îndepărtat al Pământului.
Schimbări climatice – Încălzirea globală
Descoperă impactul schimbărilor climatice și al încălzirii globale!
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2
Descoperă universul fizicii printr-o perspectivă fenomenologică captivantă!
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 1
O explorare cuprinzătoare a fizicii, combinând perspective teoretice cu fenomene din lumea reală.
Descoperă mai multe la MultiMedia
Abonează-te ca să primești ultimele articole prin email.
Lasă un răspuns