گرمایش زمین و سوختهای فسیلی
استخراج سوخت فسیلی با گرم کردن زمین از درون میتواند در ایجاد تغییرات آب و هوایی مؤثر باشد.
تقریبا تمامی دانشمندان بر این عقیده هستند که سوزاندان سوختهای فسیلی در تغییرات آب و هوایی نقش دارد. اما در مورد چگونگی اثرات آن بر افزایش دمای جهانی توافق واضحی وجود ندارد.
جهان اکنون نسبت به پیش از عصر صنعتی شدن 1 درجه گرمتر می باشد. آیا این مسئله با کاهش انتشار گازهای گلخانه ای همچون دی اکسید کربن مرتفع می شود؟ هواشناس هوبرت لامب، به عنوان پدر هواشناسی مدرن، معتقد است که سطوح دی اکسید کربن به تنهایی نمی تواند عامل کل گرمایش جهانی مشاهده شده باشد.
در عوض توجه او به نقش انتشارات گرمایی معطوف است. سوزاندن سوختهای فسیلی تنها گازهای گلخانه ای تولید نمی نمایند، بلکه همزمان مقدار زیادی گرما ایجاد می کنند که به اتمسفر نشت می نمایند. آزمایشهای هسته ای و فورانات آتشفشانی برخی دیگر از نمونه های منابع گرمایی می باشند.
در سال 2009، دو دانشمند سوئدی بحث مهمتر بودن انتشارات گرمایی نسبت به دی اکسید کربن برای افزایش دماهای جهانی را مطرح نمودند. چند سال بعد، دو دانشمند چینی پیشنهاد نموند که دمای داخلی زمین می تواند در افزایش دما (در سطح زمین) نقش داشته باشد. آنها استدلال نمودند که سوختهای فسیلی چون زغالسنگ، نفت و گاز در لایه ها و شکستگیهای زیر سطح زمین مانند یک پتوی عایق عمل نموده و باعث به دام انداختن حرارت از بخش داخلی سیاره می شود. با خالی شدن این نهشته ها در اثر استخراج سوختهای فسیلی گرمای بیشتری به سطح می رسد.
این ایده مشابه این است که بافت چربی زیر پوست مانع از خروج حرارت بدن به هوای اطراف می گردد. برای بررسی این نظریه در پوسته زمین، ما ارقام بهره برداری سوختهای فسیلی جهانی در کنار داده های تغییرات دمایی روی سطح زمین و دریا را مشاهده نمودیم. تحقیق ما نشان می دهد که ممکن است حرارتها در نواحی که سوختهای فسیلی از زمین استخراج می شوند سریعتر افزایش یابد.
هنگامیکه مخازن زیرزمینی سوختهای فسیلی تخلیه می شوند، نقش آنها به عنوان یک عایق عایق بین گرمای هسته زمین و سطح از بین می رود.
افزایش حرات
بین سالهای 2007 تا 2017، 45/5 میلیارد تن نفت و 36/3 متر مکعب گاز طبیعی از پوسته زمین حذف شده است. با استخراج نفت و گاز، حفرات با آب پر می شوند که عایق (حرارتی) ضعیفتری می باشد. این بدین معنی است که حرارت بیشتری از بخش داخلی زمین می تواند به سطح زمین هدایت شود و موجب گرمتر شدن زمین و اقیانوس گردند.
ما روندهای گرمایشی در نواحی بهره برداری نفت و گاز سرتاسر دنیا را پایش نمودیم. این مکانها، که شامل عربستان سعودی، خلیج فارس، خلیج مکزیک، دریای شمال و آلاسکا می باشند نرخ بالای گرمایش، بین 3 تا 6 برابر بیشتر از متوسط جهانی در آنها گزارش شده است.
یکی از سریعترین نرخهای گرمایش در قطب شمال مشاهده است، درجه حرارات در این بخش از سال 1978، 0/6 درجه سانتیگراد در هر دهه افزایش داشته است. در قطب جنوب، علیرغم شباهت سطوح دی اکسید کربن اتسمفر در هر دو ناحیه قطبی، افزایش تنها 0/1 درجه سانتیگراد بوده است.
یک دلیل برای اختلاف، ممکن است ناشی از سوختهای فسیلی استخراج شده در شمالگان اما نه در جنوبگان باشد. از سال 2007، بیش از 400 میدان نفتی و گازی در شمال نوار شمالگان توسعه یافته است در حالیکه استخراج سوخت فسیلی در جنوبگان ممنوع شده است.
سکوهای نفتی در میادین نفتی خلیج Prudhoe در Deadhorse، آلاسکا
مطالعه ای در گذشته شاهدی برای یک الگوی مشابه در شمال شرقی انگلستان، جاییکه تاریخچه طولانی معدنکاری زغالسنگ به طور چشمگیری نواحی زیرسطحی را تغییر داده، یافته است. به قدری که در میدانهای پیشین زغالی پیرامون Gateshead و نیوکاسل، یک اثر جزیره حرارتی زیر سطح زمین یافت شده است. این بدان معنی است که اتمسفر بالای محوطه حدود 2 درجه سانتیگراد گرمتر از ناحیه اطراف بوده است، در حالیکه زمین زیر Gateshead حدود 4/5 درجه سانتیگراد گرمتر بود.
آبهای زیرزمینی که از ایستگاه های پمپاژ آب معدنکاری تخلیه می شوند، احتمالا به خاطر گرمایش بخش داخلی زمین، به طور غیر معمولی، گرمتر می باشند. محققان نتجیه گرفتند که این اثر می تواند در میدانهای زغالی پیشین در سرتاسر بریتانیا قابل پیشبینی باشد.
آیا نرخهای بالاتر گرمایش این مکانها می تواند ناشی از از دست رفتن سپر حرارتی داخلی باشد؟ ایده ایکه برخی مناطق یک لایه حفاظتی زیر زمین دارند، که گرمای بالارونده داخلی زمین به سمت سطح را متوقف می نماید، خیلی عجیب نیست. گذشته از همه اینها، لایه ازن در اتمسفر زمین از تشعشع در مقابل ماورای بنفش حفاظت می نماید، اما تنها در قرن نوزدهم کشف شده است. یافته های متحیر کننده جدید در مورد سیستم زمین همیشه ظهور می نمایند.
اگر یک سپر به تله انداختن حرارت در پوسته زمین وجود داشته باشد، باید بسیار بیشتر آنها تقویت نمود. انتشارهای کربن که از تولیدات صنعتی و انرژی گرفته می شوند می توانند در شکافها باقیمانده از سوختهای فسیلی استخراج شده ذخیره گردند، زیر سطح را دوباره عایق نموده و به کاهش انتشار گرمایی که می تواند گرمایش جهانی را تقویت نماید، کمک کند.
دانشمندان زمانی گفته اند که هر گونه امیدی برای متوقف کردن تغییرات فاجعه بار آب و هوا بر باقی ماندن سوخت های فسیلی در زمین استوار است. یافته های اولیه ما می تواند این هشدار فوریت جدید را اعلام نماید. مخازن زیرزمینی نفت بیشتر از آن که انسانها بتوانند همه آن را استخراج کنند وجود دارند، و تنها مختصری از شواهد نگران کننده در مورد تبعات خالی کردن آنها داریم.
Researcher in Climate and Water, University of Leeds
Professor of Water and Process Engineering, University of Surrey