Vì sao khí cacbonic trong không khí nhiều sẽ khiến Trái Đất nóng lên?

Bạn đã nhìn thấy phòng ấm xây dựng bằng kính chưa? Trong đó người ta trồng hoa. Ở nông thôn bạn cũng có thể thấy nông dân làm những ngôi nhà bao bọc bằng nilông dùng làm nơi để gieo mạ hoặc trồng hoa.

Dùng kính hoặc màng nilông để xây dựng các phòng ấm, vừa được chiếu sáng, vừa có thể giữ được nhiệt độ. Cho dù mùa đông bị mưa hoặc đóng băng thì trong phòng vẫn ấm như mùa xuân ở phương Nam. Những bông hoa rực rỡ, những luống rau xanh tốt được tắm ánh nắng, những cành cây cà chua nặng trĩu quả, những dây dưa chuột tốt tươi.

Thực ra Trái Đất mà ta sinh sống là một phòng ấm lớn. Khí cacbonic trong khí quyển có tác dụng cách nhiệt và để cho ánh nắng chiếu vào. Ánh nắng Mặt Trời do những sóng ánh sáng có bước sóng dài, ngắn khác nhau tạo thành. Khi Mặt Trời bức xạ xuống Trái Đất thì khí ozon trong khí quyển sẽ hấp thu các tia tử ngoại trong bức xạ Mặt Trời, còn hơi nước và khí cacbonic trong không khí sẽ hấp thụ tia hồng ngoại của ánh nắng, chỉ có ánh sáng nhìn thấy mới chiếu xuống mặt đất. Sau khi ánh sáng thấy được chiếu xuống mặt đất, khoảng 1/3 nhiệt lượng bị phản xạ lên không trung, 2/3 còn lại bị đất đá và nước hấp thụ. Khi mặt đất lạnh dần thì ánh sáng thấy được lại bức xạ nhiệt bằng sóng dài (gọi là bức xạ hồng ngoại) vào trong không trung. Sự bức xạ nhiệt này lại được cacbonic và hơi nước trong không khí hấp thụ.

Khí cacbonic có đặc tính hầu như ánh sáng thấy được đều lọt qua hoàn toàn, nhưng đối với tia hồng ngoại sóng dài, đặc biệt là những tia hồng ngoại có bước sóng từ 12 m - 18 m thì bị hấp thu mạnh mẽ. Như vậy khí cacbonic trong lớp không khí gần sát mặt đất có tác dụng như kính hoặc màng nilông trong phòng ấm, ánh sáng có thể chiếu được vào trong phòng, nhưng nhiệt lượng thì không thể khuếch tán ra ngoài được. Tác dụng này khiến cho nhiệt độ trong không khí trên mặt đất tăng cao, gọi là "hiệu ứng nhà kính".

Nếu Trái Đất giống như Mặt Trăng, không có không khí, cũng không có nước thì ban ngày Mặt Trời chiếu xuống mặt đất, nhiệt độ sẽ lên đến 127°C còn ban đêm lạnh xuống -183°C. Rõ ràng là con người và các sinh vật khác không thể sống được.

Thông thường hàm lượng nước và khí cacbonic trong không khí là cố định. Nói chung hàm lượng khí cacbonic là ba phần triệu. Nhưng cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền sản xuất công nghiệp, một lượng lớn nhiên liệu chứa cacbon như than đá, dầu mỏ, khí đốt, v.v. đã bị đốt cháy khiến cho cacbonic trong không khí tăng nhanh hằng năm. Theo báo cáo thống kê Sở nghiên cứu thế giới của Mỹ công bố thì 100 năm trước toàn thế giới hằng năm chỉ đưa vào bầu khí quyển một lượng khí cacbonic là 96 triệu tấn, còn ngày nay đã tăng đến năm tỉ tấn. Dự kiến sang thế kỷ XXI sẽ tăng lên theo bậc thang là tám tỉ tấn. Hàm lượng cacbonic trong không khí tăng lên thì hiệu ứng nhà kính càng mạnh, nhiệt độ Trái Đất sẽ tăng cao. Các nhà khoa học dự đoán đến cuối thế kỷ XX thì nhiệt độ của Trái Đất sẽ tăng lên 0,5°C. Trong 50 năm tới nếu hàm lượng cacbonic trong không khí tăng gấp đôi thì nhiệt độ Trái Đất sẽ tăng lên 3°C, tức là khí hậu của Trái Đất sẽ ấm lên rõ rệt. Đó chính là sự tăng lên của cacbonic trong không khí, khiến cho nhiệt độ Trái Đất tăng cao.