Grâce aux préoccupations croissantes concernant le changement climatique (souvent appelé « réchauffement climatique ») et le langage qui a surgi autour de cette préoccupation, il est probable qu'autant de les plus jeunes ont entendu des termes comme « l'effet de serre » et « les gaz à effet de serre » qu'à l'intérieur d'une véritable serre ou savent ce qu'est une telle structure même est.
Une serre bien entretenue est un endroit paisible et agréable à visiter ou à travailler, bien que l'environnement soit peut-être trop chaud et humide pour les goûts de certaines personnes. Les préoccupations concernant les gaz à effet de serre et leurs effets sur le climat de la Terre, cependant, sont tout sauf séduisantes, et les préoccupations concernant le réchauffement climatique deviennent de plus en plus préoccupantes d'année en année. Bien que les vraies serres ne soient pas responsables de l'effet qui porte leur nom, les principes sous-jacents constituent une étude intéressante de certains principes physiques de base.
Comment fonctionne une serre ?
Une serre est ainsi nommée parce que c'est une structure destinée à la culture de plantes, et la plupart des plantes sont vertes, au moins en partie. Évidemment, vous pouvez aussi avoir des plantes à l'intérieur de votre maison, mais les serres sont construites pour maximiser le « confort » des plantes. Par analogie, vous pouvez jouer au basket sur une allée asphaltée à l'aide d'un seul cerceau de fortune, mais peu diraient que cela est aussi utile pour améliorer votre jeu qu'un terrain couvert à deux paniers à un niveau étage.
Qu'est-ce qui rend une serre spéciale? Il s'agit principalement de la quantité de lumière, de la température contrôlée et de la quantité d'humidité facilement manipulable que les plantes reçoivent. Certaines serres sont dédiées aux "cultures" qui ne sont pas consommées et ne sont utilisées que de manière décorative ou pour des occasions spéciales, comme les fleurs. D'autres présentent des plantes qui donnent naissance à des produits comestibles, comme les tomates. Les serres ont des plafonds en verre, qui servent à la fois à admettre une grande quantité de lumière et à piéger la chaleur à l'intérieur de la structure. Lorsque le soleil se couche, la chaleur ne se dissipe pas aussi rapidement qu'à l'extérieur, ce qui permet aux plantes qui ne tolèrent pas bien les nuits fraîches de s'épanouir.
D'un point de vue physique, ce qui réchauffe une serre est la même chose qui réchauffe l'intérieur d'une voiture par une journée ensoleillée. La lumière infrarouge de longueur d'onde plus courte pénètre dans la structure à travers le verre, et après ces rayons invisibles mais chauds rebondissent autour, ils deviennent une énergie électromagnétique de plus longue longueur d'onde et ont tendance à rester à l'intérieur, étant absorbés par leur alentours. Cet environnement, dans une serre, comprend les surfaces feuillues des plantes, qui utilisent la lumière du soleil pour stimuler la photosynthèse, ou la création de glucose (nourriture) pour l'énergie.
Que sont les gaz à effet de serre ?
Les principaux gaz à effet de serre sont le dioxyde de carbone, le méthane, la vapeur d'eau et le protoxyde d'azote. Ces molécules de gaz sont plus faiblement connectées que la plupart des molécules, de sorte que lorsque la chaleur les frappe, elles ont tendance à vibrer. Ces molécules vibrantes libèrent de la chaleur, dont une grande partie est ensuite absorbée par les molécules voisines de gaz à effet de serre. Ce cycle maintient l'air ambiant exceptionnellement chaud.
La majeure partie de l'atmosphère se compose d'azote, qui représente plus des trois quarts de l'atmosphère, et d'oxygène, qui représente environ un cinquième. Ces deux gaz comprennent deux atomes identiques (N2 et ô2). Les liaisons qui maintiennent ces molécules ensemble sont étroites et permettent peu de vibrations, elles ne retiennent donc pas bien la chaleur et ne contribuent donc pas de manière significative aux effets de serre.
Dioxyde de carbone (CO2): Les molécules de dioxyde de carbone ne constituent qu'une infime fraction de l'atmosphère, mais elles exercent néanmoins un effet très fort sur le climat. Vers le milieu des années 1850, avant le début de la révolution industrielle et la combustion du charbon qui l'accompagnait, l'atmosphère contenait environ 270 parties par million de volume (ppmv) de CO2. Ce niveau n'a cessé d'augmenter à mesure que la combustion du charbon et d'autres combustibles fossiles, tels que l'essence, a libéré davantage de gaz dans l'atmosphère. Le CO2 le niveau dans l'atmosphère se situe maintenant à environ 400 (ppmv), une augmentation de 50 pour cent.
Les opposants à l'idée même du changement climatique causé par l'homme peuvent souligner le fait que le CO2 représente une si petite fraction de l'atmosphère, même à l'ère de l'industrie lourde, qu'elle ne peut pas avoir d'effets significatifs sur le climat. C'est une idée facilement vulgarisée, car elle a un certain sens intuitif. Mais il est également « logique » qu'une infime quantité de bactéries microscopiques dans le sang, pesant bien moins d'un milligramme dans total, ne peut pas suffire à provoquer une maladie grave, et que de minuscules niveaux de venin de serpent ne peuvent pas être dangereux ou mortel. Ces idées sont manifestement absurdes, donc l'intuition, en science, peut être un guide notoirement médiocre.
Méthane (CH4): Le méthane est un puissant gaz à effet de serre, capable d'absorber beaucoup plus de chaleur, molécule pour molécule, que le dioxyde de carbone. Constitué d'un seul atome de carbone lié à quatre atomes d'hydrogène, CH4, comme le CO2, se trouve en quantités infimes dans l'atmosphère, mais il peut avoir un impact considérable sur le réchauffement climatique. Le méthane est émis par le bétail et, en tant que molécule la plus simple pouvant être qualifiée d'hydrocarbure, il est également utilisé comme carburant. Lorsque le méthane est brûlé, le dioxyde de carbone est libéré dans l'atmosphère en tant que sous-produit, faisant du méthane un contributeur direct et indirect à l'effet de serre.
L'effet de serre au fil du temps
Comme indiqué, même si seules une infime fraction des gaz de l'atmosphère terrestre sont considérés comme des gaz à effet de serre, ces ont un effet substantiel sur le climat, qu'ils y soient dus à des processus naturels ou à l'action de l'homme Activités. Au cours du 21e siècle, la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère sera probablement le double de ce qu'elle était au début du siècle. Les niveaux d'autres gaz à effet de serre, principalement le méthane et l'oxyde nitreux, sont également à la hausse. La quantité de gaz à effet de serre augmente proportionnellement à la quantité de combustibles fossiles brûlés, ce qui rejette non seulement les gaz à effet de serre mais aussi la pollution atmosphérique dans l'atmosphère. Les gaz à effet de serre se retrouvent également dans l'atmosphère à partir d'autres sources. Le bétail libère du méthane au cours de la digestion des aliments. De plus, des processus apparemment bénins peuvent contribuer à des quantités non négligeables de CO2 au mélange. Par exemple, comme le ciment est fabriqué à partir de calcaire, du dioxyde de carbone est libéré.
Avec plus de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, créant quelque chose comme un plafond invisible (un peu comme une vraie serre), la chaleur passant vers le haut est plus probable être arrêté que de sortir complètement de l'atmosphère, car les gaz à effet de serre supplémentaires absorbent, puis rayonnent, cette chaleur sous forme d'infrarouge radiation. Une partie de la chaleur s'éloignera de la Terre, mais une partie sera absorbée par les molécules de gaz à effet de serre à proximité, et une partie reviendra à la surface de la Terre. Ainsi, grâce à divers mécanismes, au fur et à mesure que les gaz à effet de serre s'accumulent, la planète continue de se réchauffer. Les glaciers reculent, la glace aux deux pôles de la Terre fond, les océans se réchauffent et deviennent plus acides, la neige la couverture mondiale est diminuée et les événements météorologiques catastrophiques tels que les ouragans deviennent plus banal.
Une serre d'arrière-cour
Fabriquer sa propre serre n'est pas un projet anodin, mais avec suffisamment d'ambition, il n'est pas au dessus des moyens d'un passionné ou d'un groupe. Que vous souhaitiez protéger les plantes d'été en hiver, prendre une longueur d'avance sur les plantes d'aménagement paysager au printemps ou simplement apprendre un peu sur l'horticulture d'intérieur, vous pouvez obtenir une configuration allant de quelques centaines de dollars américains à quelques mille.
