Thread by @f_ronchetti

1/ Dopo l’acqua e il biossido di carbonio, il metano (CH4) è il terzo gas per importanza nei riguardi dell’effetto serra. Il metano è una molecola composta da 5 atomi quindi presenta molte possibilità di vibrazioni molecolari.

2/ Gli stiramenti dei legami C–H cadono intorno alla lunghezza d’onda dei 3000 nm. In questa regione assorbe anche il vapore acqueo che si trova in maggiore quantità quindi non hanno grande rilevanza per l’effetto serra.

3/ Le vibrazioni di flessione variano l’angolo H–C–H e cadono intorno ai 7700 nm, all’estremità della finestra dell’acqua e, anche per l’elevata intensità di assorbimento, risultano importanti per l’effetto serra.

4/ Una molecola di metano contribuisce al riscaldamento globale circa 23 volte di più rispetto a una molecola di anidride carbonica a causa della elevata probabilità che ha di assorbire un fotone.

5/ L’aumento di metano in atmosfera provoca quindi un riscaldamento molto maggiore del corrispondente aumento di CO2. La quantità di quest’ultima è attualmente più di 200 volte quella del CH4 per cui il biossido di carbonio risulta più importante ai fini dell’effetto serra.

6/ Come la CO2, il metano è consistentemente aumentato durante l’era industriale. Al giorno d’oggi la concentrazione del metano è circa 1,7 ppm (parti per milione, figura in ppb) contro i 370 ppm della CO2.

7/ La crescita della concentrazione di metano è circa 100 volte inferiore a quella della CO2. Certi studi sembrano indicare che negli ultimi 20 anni il tasso di aumento del metano è stato negativo. Le sorgenti di metano sono di origine antropica per il 70%.

8/ Il processo di degradazione anaerobica di materiale organico nelle paludi, risaie e discariche trasforma la cellulosa in CH4 e CO2. Questa reazione avviene praticamente in tutti i posti umidi e costituisce la principale sorgente di metano.

9/ I ruminanti producono metano attraverso la digestione della cellulosa in ambiente a pH neutro. L’aumento del bestiame in conseguenza dell’incremento demografico ha provocato un sensibile aumento di produzione di metano da fonte animale.

10/ Al mondo ci sono 1 miliardo e 300 milioni di bovini, 2 miliardi e 700 milioni di ovini e caprini, 1 miliardo di suini, 12 miliardi di polli e galline. Solo in Europa ci sono 90 milioni di bovini, 118 milioni di suini, 250 milioni di galline ovaiole.

11/ I rifiuti alimentari nelle discariche sono una fonte di metano: in alcuni casi il metano viene raccolto. Usato come combustibile produce meno CO2 per mole rispetto alla digestione dei bovini per cui il risultato è positivo ai fini di una diminuzione dell’effetto serra.

12/ Metano si genera nella combustione di foreste e savane delle aree tropicali che avviene in condizioni di scarsa ossigenazione. Ci sono poi perdite nelle condutture e gasdotti e nell’estrazione del carbone e del petrolio.

13/ Il metano atmosferico è eliminato al 90% dalla reazione con il radicale ossidrile OH. Anche se presente in concentrazioni molto basse, è estremamente reattivo e si forma a causa della fotolisi dell’acqua per irradiazione solare: H2O + hν → OH + H

14/La reazione del metano è col radicale ossidrile ha come prodotto intermedio del radicale metile CH3 è ancora molto reattivo per cui la sequenza continua fino alla completa ossidazione del CH4 a CO2. Il metano è assorbito anche dalle reazioni con il terreno.

15/ La diffusione verso la stratosfera elimina metano che reagisce con ozono a formare H2O, che contribuisce all’effetto serra. Perciò questa reazione elimina sì il metano, ma non la sua azione serra: circa il 25% del riscaldamento globale è dovuto al metano

16/ Le molecole di metano nell’atmosfera hanno un tempo di vita di circa 10 anni. L’innalzamento della temperatura potrebbe ulteriormente aumentare nell’atmosfera terrestre le immissioni di metano.

17/ Temperature elevate accelerano la decomposizione anaerobica di biomasse in discarica, nelle paludi e nelle tundre canadesi e russe. Il fenomeno dipende da molti fattori come l’umidità dell’aria per cui al momento non ci sono dati certi, né previsioni affidabili.

18/ Molto metano si trova congelato nel permafrost e sui fondali oceanici, come composto cristallini di ghiaccio che intrappola il gas metano (clatrati, ghiaccio che brucia). Sono stabili solo a basse temperature e alte pressioni come quelle delle grandi profondità oceaniche.

19/ Il riscaldamento globale potrebbe favorire la fusione dei clatrati con rilascio di metano gassoso. L’aumento di metano in atmosfera causerebbe a sua volta un ulteriore riscaldamento, (feedback positivo) dalle conseguenze potenzialmente serie.

20/ L’ossido nitroso (protossido di azoto, il gas esilarante dei dentisti) è presente in atmosfera piccola quantità 300 ppb = 0.3 ppm. Come altri gas serra ha subito un aumento nell’era industriale di circa il 10%.

21/ La sua azione per l’effetto serra deriva dal fatto che assorbe intorno alle lunghezze d’onda dei 7800 nm, all’interno della finestra non occupata dal vapore acqueo. La vibrazione efficace riguarda la flessione del legame N–N–O della molecola lineare.

21/ Il contributo serra della molecola è molto elevato, circa 200 volte quello della CO2. Il tempo di permanenza nella troposfera è anche elevato (120 anni) perché non subisce reazioni di ossidazione a basse altezze.

22/ Per queste ragioni il protossido di azoto è un gas insidioso per l’effetto serra. Come il metano, anche la quantità di ossido nitroso nell’atmosfera è rimasta costante fino all’epoca preindustriale a 275 ppb.

23/ Oggi il livello N2O si aggira intorno a 320 ppb. Il contributo dell’ossido nitroso all’effetto serra è stimato a circa 1/3 di quello del metano. Le sorgenti principali di N2O sono connesse al ciclo dell’azoto nelle alghe marine e nei vegetali, soprattutto ai tropici.

24/ La produzione antropica di N2O è dovuta ai fertilizzanti e rende conto del 30-40% delle immissioni. Le emissioni industriali sono dovute alla produzione del nylon. N2O non viene rilasciato bruciando combustibili fossili.

25/ Il protossido di azoto non reagisce nella troposfera e si diffonde nella stratosfera dove subisce reazioni fotochimiche che lo trasformano in azoto molecolare e in monossido di azoto che funge da catalizzatore nelle reazioni di distruzione dell’ozono.