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1 # 小楊地理
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2 # 軍機處留級大學士
北極甲烷大爆發是指北極永久凍土區海洋和陸地中甲烷的大量釋放。雖然這是一個長期的自然過程,但全球變暖加劇了甲烷的釋放。這導致了負面影響,因為甲烷本身就是一種很強的溫室氣體。北極是地球上變暖最快的地方之一。隨著溫度上升,永久凍土層開始融化,向大氣中釋放甲烷和其他溫室氣體,這些甲烷的排放會加速未來的變暖。
北極綿延上萬公里,其中許多是人類無法到達的地方。這種不可及性限制了大多數地面觀測只能在現有基礎設施的地方進行,這僅僅是廣闊多樣的北極地形的一小部分。此外,衛星觀測不夠詳細,科學家無法確定甲烷濃度的關鍵模式和較小規模的環境影響。
甲烷是一種強有力的溫室氣體,在大約100年的時間裡,它對大氣的變暖效應是二氧化碳的30倍。因此,發現地球上任何新的甲烷來源或洩漏都是氣候科學家感興趣的問題。 但是水下甲烷洩漏對氣候的影響更加模糊。首先,這些漏洞或“滲漏”絕非罕見。海底有數百處已知的滲漏。它們是一個自然過程的結果,在這個過程中,甲烷隨著有機物質在海底的分解而形成,並逐漸從沉積物中冒泡回到水體中。
科學家普遍認為,從這些滲漏處洩漏的甲烷永遠不會到達海洋表面,而是在上升的過程中溶解在水中。但是一些人認為,甲烷大爆發可能會產生足夠的力量,將一些氣體直接送到地表並進入大氣層,從而可能導致氣候變暖。 甲烷,雖然最常見的是以氣體形式存在,但有時會在非常深或寒冷的海底被捕獲,凍結成一種固體物質,稱為甲烷水合物。它可以無限期地保持這種狀態,直到有什麼東西破壞了它。
冰層的變薄和退縮導致冰層下越來越淺的甲烷水合物濃度增加。 與此同時,北極的氣溫正在上升。隨著冰繼續退縮,巨大的壓力被釋放,地殼開始反彈成形。這些因素進一步加劇了北極沉積物中水合物的壓縮,並開始導致新形成的海底隆起。最後,壓力變得太大,甲烷氣體爆發。
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3 # Python之王
這兩天,全球都在被新冠肺炎,搞得焦頭爛額的時候,幾乎束手無策,但是地球最冷的“北極“,”南極“,所發生的災難,卻被迅速的淹沒在了新冠肺炎的資訊流中。
大家都知道澳洲的大火排放了4億噸,這一數字已超過全球116個二氧化碳排放量最低國家的年排放量之和,這讓全球這幾年的減排毀於一旦,大家知道嗎?甲烷比二氧化氮更加嚴重,其溫室效應是二氧化碳的28-36倍。
北極發現約200萬個甲烷點
根據NASA十幾天前釋出的訊息,美國宇航局的研究人員發現了約200萬個甲烷點。
因為氣候變暖,導致凍土融化。
凍土層中的甲烷釋放量將會增加。
甲烷本身就是一種溫室氣體,但是甲烷造成的溫室效應是二氧化碳的28-36倍。
這就像是一個惡性迴圈。全球變暖導致甲烷釋放,甲烷釋放又會加速全球變暖。
什麼是甲烷
今天,給大家科普下,什麼是甲烷?我們回到高中化學的課堂中,我來做化學老師。
甲烷分子式:CH4,是最簡單的有機化合物。甲烷是天然氣,沼氣,坑氣等的主要成分,俗稱瓦斯,也是有機分子中含碳量最小(含氫量最大)的烴,
甲烷是沒有顏色、沒有氣味的氣體,沸點-161。4℃,比空氣輕,它是極難溶於水的可燃性氣體。甲烷和空氣成適當比例的混合物,遇火花會發生爆炸。
但是化學性質相當穩定,跟強酸、強鹼或強氧化劑(如KMnO4)等一般不起反應。
甲烷主要發生取代反應:比如甲烷與氟反應,稱為鹵化反應
CH4+2F2 = C + 4HF
一旦發生反應,大量的熱難以移走,破壞生成的氟甲烷,只得到碳和氟化氫。
因此直接的氟化反應難以實現,需用稀有氣體稀釋。
而碘與甲烷反應需要較高的活化能,反應難以進行。因此,碘不能直接與甲烷發生取代反應生成碘甲烷。
甲烷的鹵化中,還有有氯化、溴化。我們在高中應該做過氯化實驗。
我以氯化為例:在見光的條件下,可以看到試管內氯氣的黃綠色氣體逐漸變淡,有白霧生成,試管內壁上有油狀液滴生成,這是甲烷和氯氣反應的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿(或三氯甲烷)、四氯化碳(或四氯甲烷)、氯化氫和少量的乙烷(雜質)的混合物。
反應方程式:
CH4+Cl2→(光照)CH3Cl(氣體)+HCl
CH3Cl+Cl2→(光照)CH2Cl2(油狀物)+HCl
CH2Cl2+Cl2→(光照)CHCl3(油狀物)+HCl
CHCl3+Cl2→(光照)CCl4(油狀物)+HCl
試管中液麵上升,使鹽水中白色晶體析出,這是反應中生成的氯化氫溶於水的緣故。因為氯化氫極易溶於水,溶於水後增加了水中氯離子的濃度,使氯化鈉晶體析出。用大拇指按住試管管口,提出液麵,管口向上,向試管中滴入紫色石蕊試液或鋅粒,可驗證它是稀鹽酸。
如果控制氯的用量,用大量甲烷,主要得到氯甲烷;如用大量氯氣,主要得到四氯化碳。
在工業上透過精餾,使混合物一一分開。以上幾個氯化產物,均是重要的溶劑與試劑。
但是在室溫暗處是不發生反應;需要在光的條件下引發反應,吸收一個光子就能產生幾千個氯甲烷分子
根據上述事實的特點可以判斷,甲烷的氯化是一個自由基型的取代反應。
為什麼北極甲烷大爆發
在北極和南極永久凍土區海洋和陸地,甚至深海中,存在大量的甲烷液體或固體。同時永久凍土層中可能包含著病毒,原本藏在凍土下的病毒可能會伴隨著融化而顯現出來。可人類對南北極的“病毒”很多都是未知的……
早在2006年,沃爾特就在《自然》雜誌上撰文,警告人們隨著西伯利亞永久凍結帶的融化,甲烷釋放量的增長可能會加速氣候的變化。但是,就算她本人也沒有預料到變化速度竟如此之快。她說:“西伯利亞的湖區面積比我在2006年的測量資料增大了5倍,這是史無前例的全球性事件,慣性使得更多的永久凍土帶加速融化。”
在2014年,法國一項研究提取了一種被封存在永凍層中長達3萬年的病毒,並在實驗室對其重新加熱,病毒迅速復活。參與研究的科學家提出警告:凍結在土壤中的未知病原體,可能會因氣候變暖而再次甦醒。
如今,這一警告的應驗速度,斜率正在變大。全球變暖正在導致世界各地冰川縮小,並可能釋放被冰封了數萬年的微生物和病毒。
北極甲烷大爆發,整個北極地區的永久凍結帶正在快速融化,到處是由冰水化成的湖泊,甲烷冒著泡從湖水中汩汩湧出。隨著西伯利亞永久凍結帶的融化,甲烷釋放量的增長可能會加速氣候的變化。有人預測,到2030年的時候,北極將可能再無夏冰。
如果南極也爆發了永久凍結帶的融化,那麼後果真的不堪設想。
全球變暖好事還是壞事
地球變暖是人類的經濟發展和生活活動造成的,特別是城市建設,毀滅了大遍生態綠地,造成生態嚴重失去平衡所致,而當今的人類,雖然認識到問題的嚴重性,但是幾十年來毀滅了多少良田綠地,而得來的卻是一座座人造沙漠而已(城市),這些人造沙漠的危害,遠比自然沙漠要大,自然變暖只是其中的危害之一。
地球變暖,不只是冰山消融,水平面的升高,還會帶來一些聯所反映,使天空中的雲系增多,使日照量變少,晴天少,陰霾天氣增多,引起雷雨等惡劣的天氣增多,使山洪爆發次數增多等一些自然現象(許多現象年復一年地超歷史)。地球變暖無疑是一個不正常的自然現象,是件很大的壞事。
這裡先普及一下基本原理:太陽短波輻射到達地面,地表受熱後向外放出大量長波熱輻射線被大氣吸收,低層大氣溫度升高,作用類似於栽培農作物的溫室,因此也稱“溫室效應”。
地球溫室效應圖
打個比方,這就像微波爐加熱——太陽相當於微波爐,它的光是輻射熱,照射到地球就是給地球加溫;大氣層就像微波爐壁,捂住熱量。
當然,形成溫室效應的氣體,不只是二氧化碳,還有甲烷、一氧化氮等30多種氣體。其中二氧化碳約佔75%,是最主要氣體,甲烷就佔據了剩下的20%多
在去年的2019世界環境日上,氣候專家再次發出警告:“在核戰爭之後,人類活動引發的全球變暖是對地球生命的最大威脅。”這份將全球變暖與核戰爭相提並論的言論來自於由澳洲墨爾本智庫——國家氣候恢復中心發表的報告,發表之後就在全球範圍內引發轟動,報告稱,如果人類不立即採取行動緩解全球變暖,那麼人類文明或“將在2050年崩潰”。
該報告列舉了一系列由氣候變化即將導致的極端災難,預測未來30年內,人類文明有因為全球變暖而走向毀滅的可能。
著名的物理學家霍金生前曾經做出去預測,那就是如果地球人類還是按照現有的發展模式,那麼到2032年前後,地球在持續變暖的影響下會逐漸走向末日。
霍今做出的預測,當然不是世界末日的悲觀論調,而是基於當前人類社會發展對地球的影響程度而提出的,其中這個預測也只是他眾多預言中的一種,其它的還包括星際移民、太空新人類等等。
這個世界末日的預測是離我們最為接近的,它提出的意義是提醒世人,從某種意義上來看,是想讓人們儘早做出減少對自然環境干擾和破壞的一個倡議書。
全球變暖,我們能做點什麼
在面對全球變暖的時候,我們能為這個世界做什麼呢?
聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC) 的特別報告指出,我們只有12年時間將全球變暖控制在1.5攝氏度以下,如果全球氣溫上升0.5攝氏度至1.5攝氏度,乾旱、洪水和極端高溫的風險將顯著增加。
德國生態經濟研究所說:一個人如果吃肉,每年造成的碳排放量,相當於駕駛一輛中型車行駛4758公里。
相關研究表明,吃素可以將製造食物所排放的溫室氣體降為原本的1/7,相當於駕車行駛629公里;若完全食用有機食物,則飲食碳足跡為肉食者的1/17,相當於駕車行駛281公里。
按照生產1公斤肉類排放36.4公斤的二氧化碳的標準計算:如果每個華人少吃1公斤肉,將減少二氧化碳473.2億公斤。
著名的氣候科學家詹姆斯·漢森教授也發表的論文指出:避免全球暖化達危險水平的唯一途徑是實現“負排放”,也就是說,空氣中的二氧化碳必須減量。
儘量少開車 乘坐公共交通
如果你每天都開車去上班,僅僅是通勤一項就會超過你整年的碳預算標準。如果改乘公共交通或者騎腳踏車綠色出行,就可以大大減少你的碳排放了。
節約使用能源
家中電器在選購的時候可以儘量選擇節能型的。在房間中自然光線充足的時候,還可以儘量不開燈。
這些做法不僅有助節能減排,還可以實實在在地減少電費賬單,幫你省錢。要知道,一個標準的緊湊型熒光燈可以減少超過330kg的溫室氣體。
減少食物的浪費
在我們的垃圾填埋場裡,浪費的食品所佔的比例相當高,它們分解後產生的甲烷會排放到大氣中。
而更重要的是,食品浪費增加了需要生產的食品量,而它本來就已經是我們碳負擔的一個重要組成部分了。
購買食品時,你可以提前規劃用餐量,擬定購物清單,避免衝動購物。去餐廳吃飯後可以打包等等。
減少不必要的消費 多回收利用
重新制造產品需要耗費大量能源,減少不必要的消費,回收和再利用能減少製作新產品所需的能源。你可以把本來要扔掉的的東西捐給需要的人,少用一次性餐巾紙、木筷子、紙杯等等。尤其是塑膠袋,在紐西蘭你可以把這些塑膠袋丟進超市的回收桶。
人類只有一個地球,這裡是萬物生靈共同的家園。
人類作為地球的主宰,更有責任和義務來維持好這個家園的繁榮。人與自然的和諧共生,這不是一句口號,而是衝鋒的號角,是我們的行動準則和終極目標,以此為準繩來衡量我們的發展模式、衡量我們的行為,我們距離這個目標還有很長的路要走。
道阻且長,行且將至!什麼時候我們真正擁有了優美的生態環境,才能讓科學家的預言離我們越遠。
人類的反思該提上日程了,畢竟只有一個地球!
相關引用論文連結:
https://doi.org/10.1038/s41586-020-1991-8
https://doi.org/10.1126/science.aax0504
http://mall.cnki.net/magazine/magalist/ZRZZ.html
願疫情早日結束!
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什麼是甲烷?甲烷作為地球的第二大溫室氣體,它的影響力比二氧化碳強30倍,甲烷對環境的影響會更加嚴重,地球將會變得更熱。
北極甲烷大爆發指的是北極地區的永久凍結帶正在快速融化,由冰水化成的湖泊中甲烷湧出。
隨著溫度升高,永久凍土開始融化,原本藏在冰裡的甲烷也大量釋放到大氣中。現在,NASA 的探勘機確認了北極至少有200 萬個甲烷熱點。這200 萬個甲烷熱點至少是這100 年來二氧化碳暖化威脅的30 倍!
北極的甲烷在升溫之後,或者爆發釋放,都將可能加速全球的溫室效應。溫室效應則可能造成全球氣候失控,糧食生產也面臨危險。
永久凍土層中可能包含著病毒,原本藏在凍土下的病毒可能會伴隨著融化而顯現出來。可人類對南北極的“病毒”很多都是未知的……
南極的情況也不容樂觀,南極氣溫罕見升到了20.6攝氏度!
人類的反思該提上日程了。