1. Modalità vibrazionali e radiazioni a infrarossi:
* Forma piegata di CO2: La molecola di anidride carbonica (O =C =O) è lineare, con l'atomo di carbonio al centro e due atomi di ossigeno su entrambi i lati.
* Modalità vibrazionali: Questa struttura lineare consente a CO2 di vibrare in modi specifici, come una molla. Queste vibrazioni includono:
* Allungo simmetrico: Entrambi gli atomi di ossigeno si allontanano contemporaneamente dall'atomo di carbonio.
* Allungo asimmetrico: Un atomo di ossigeno si sposta verso l'atomo di carbonio mentre l'altro si allontana.
* Piegamento: La molecola si piega avanti e indietro.
* Assorbimento a infrarossi: Quando la radiazione a infrarossi (IR) (un tipo di radiazione elettromagnetica) colpisce una molecola di CO2, può abbinare i livelli di energia di queste modalità vibrazionali. Ciò significa che la molecola di CO2 assorbe la radiazione IR.
* Non tutte le molecole assorbono IR: Altri gas atmosferici, come l'azoto (N2) e l'ossigeno (O2), hanno strutture più semplici e le loro modalità vibrazionali non corrispondono alle energie delle radiazioni IR. Sono per lo più trasparenti per IR.
2. L'effetto serra:
* Trapping Heat: Quando la CO2 assorbe le radiazioni IR, vibra. Questa vibrazione alla fine converte l'energia assorbita nelle radiazioni IR, ma è irradiata in tutte le direzioni. Parte di questa energia ri-radiata si reca indietro verso la superficie terrestre, contribuendo all'effetto serra.
* Effetto serra migliorato: I livelli aumentati di CO2 nell'atmosfera significano che più radiazioni IR vengono assorbite, portando a un effetto di riscaldamento. Questa è la causa principale dei cambiamenti climatici.
Punto chiave: Le modalità vibrazionali specifiche di CO2, determinate dalla sua struttura molecolare lineare, le consentono di assorbire e riemerse le radiazioni IR, intrappolando efficacemente il calore nell'atmosfera.
Altri gas serra:
Altri gas serra, come il metano (CH4), il protossido di azoto (N2O) e il vapore acqueo (H2O), hanno anche strutture molecolari che consentono loro di assorbire ed emettere radiazioni IR, contribuendo all'effetto della serra. Tuttavia, ogni gas ha un diverso "potenziale di riscaldamento globale" in base alla sua efficacia nell'intrappolare il calore e della sua vita atmosferica.
