(سي إن إن) في البحر الأبيض المتوسط ، يطلق عليه “سيروكو، “وفي جزر الكناري ،”لا كاليما“أثناء مروره”الحرمتان“في غرب أفريقيا ، و”حبوبفي السودان. لكن كل هذه الأسماء المتنوعة تصف نفس الشيء: العواصف الترابية.
العواصف الرملية والترابية ظاهرة عالمية. يمكن أن تحمل الرياح جزيئات الغبار الدقيقة آلاف الكيلومتراتتؤثر على الصحة وسبل العيش.
بحسب الأمم المتحدةزادت العواصف الترابية بشكل كبير في السنوات الأخيرة بسبب تغير المناخ وتدهور الأراضي والجفاف.
عالم المناخ ناتالي ماهوالد نأمل أنه من خلال معرفة المزيد عن العواصف الترابية ، يمكننا التخطيط للمستقبل. أستاذة هندسة في جامعة كورنيل في الولايات المتحدة ، أمضت العقدين الماضيين في تتبع الغبار حول العالم – وتعمل الآن مع وكالة ناسا على أداة جديدة تسمى EMIT.
يساعد مقياس طيف التصوير المكاني الأول من نوعه على تعيين ألوان الغبار. يمكن للعلماء استخدام البيانات من نماذجهم المناخية لتحديد كيفية تسخين المعادن المختلفة للكوكب أو تبريدها ، كما يقول ماهوالد. كل نوع من أنواع الغبار له توقيعه الخاص العاكس للضوء: على سبيل المثال ، يعكس الغبار الأبيض الإشعاع الشمسي ، أو الحرارة ، بينما “يمتصه الغبار الأحمر الداكن” ، على حد قولها.
يقول ماهوالد إن EMIT (التحقيق في مصدر غبار سطح الأرض المعدني) “سيحدث ثورة في ما يمكننا القيام به”. “يمكننا استخدام هذه (البيانات) لفهم تأثير غبار الصحراء بشكل أفضل.”
بطاقة معدنية
تم إطلاق EMIT في يوليو 2022 ، وهو متصل بمحطة الفضاء الدولية ويدور حول الأرض 16 مرة في اليوم ، لرسم خرائط التركيب المعدني لسطح الكوكب من خلال جمع البيانات على الأطيافالأطوال الموجية المختلفة للضوء المنبعثة من الألوان المختلفة.
تسمح هذه المعلومات للباحثين بتحديد التركيب المعدني والكيميائي للمواد الموجودة على السطح. مسح مساحات شاسعة بعرض 50 ميلاً في ثوانٍ ، ستزود الأداة العلماء بمليارات من نقاط البيانات لاستخدامها في تنبؤات النماذج المناخية – مما يوسع بشكل كبير مجموعة البيانات الحالية التي تأتي من فقط 5000 موقع أخذ العيناتقال ماهوالد.
تأتي معظم البيانات الحالية من الأراضي الزراعية ، حيث كانت معلومات التربة التفصيلية ذات قيمة للأغراض الزراعية والتجارية. ستساعد ثروة المعلومات التي يوفرها EMIT ، والتي تتضمن بيانات من المناطق الأكثر جفافاً في العالم ، العلماء على تعلم المزيد عن الغبار وتأثيره على المناخ – وهي قضية يقول ماهوالد إنها تمت مناقشتها على نطاق واسع وتم تجاهلها حتى الآن.
حلقة مفرغة
تقدر الأمم المتحدة أن 2000 مليون طن من الرمال والغبار تنبعث في الغلاف الجوي كل عام.
العواصف الرملية والترابية حيوية لكوكب الأرض تربة مغذية عبر البلدان والقارات والمساعدة على ازدهار الحياة النباتية – على سبيل المثال ، غبار الصحراء الكبرى يغذي أشجار غابات الأمازون المطيرةحيث تفتقر التربة إلى العناصر الغذائية الضرورية.
تقول ديانا فرانسيس ، عالمة المناخ في جامعة خليفة في أبو ظبي: “تعتمد النظم البيئية في الواقع على رذاذ الغبار”.
ولكن إذا أصبحت العواصف الترابية أكثر تواترًا وشدة ، فيمكنها تسريع ظاهرة الاحتباس الحراري: يشير تقرير للأمم المتحدة كيف يمكن لتغيير أنماط العواصف أن يغير توزيع معادن الأرض ويقلل من هطول الأمطار ، في حين أن الهباء الجوي يمكن أن يعمل كغازات دفيئة في الغلاف الجوي عن طريق امتصاص الإشعاع الشمسي.
هذا يمكن أن يخلق حلقة تغذية مرتدة ، حيث يتسبب تغير المناخ في مزيد من العواصف الترابية الشديدة تدهور الأراضي والجفافوتؤدي العواصف الترابية إلى تفاقم تغير المناخ. يقول فرانسيس إن هناك دليلًا على حدوثه بالفعل ، مشيرًا إلى “غودزيلا” ، أكبر عاصفة ترابية في العالم 20 سنةالتي عبرت المحيط الأطلسي في يونيو 2020 ، لتظلم السماء من البحر الكاريبي إلى ولاية تكساس الأمريكية.
يمكن أن تسبب العواصف الترابية أمراض الجهاز التنفسي ، وتضر بالماشية والمحاصيل ، وتعطل النقل. في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا ، يُقدر أنها تكلف الاقتصاد 13 مليار دولار في السنة.
يقول فرانسيس إن عدد وشدة العواصف في الصحراء في ازدياد. في بعض أبحاثها السابقة ، اكتشفت أن الغبار من الصحراء وصل إلى القطب الشمالي ، بسبب التغيرات في دوران الغلاف الجوي.
يقول فرانسيس ، مشيرًا إلى حلقة تغذية مرتدة أخرى: “لقد لاحظنا أنه خلال العقدين الماضيين ، أصبح تعتيم الجليد في القطب الشمالي مهمًا”. “نحن نعلم أنه عندما يكون الجليد مظلمًا ، فإنه يعكس كمية أقل من ضوء الشمس وبالتالي يذوب بشكل أسرع.”
أكثر من الغبار
قدم EMIT 5000 مجموعة بيانات حتى الآن ، كل منها يحتوي على أكثر من 1.4 مليون أطياف. يستخدم علماء ناسا البيانات للمساعدة في رسم خريطة لتكوين الغبار والتربة حول العالم.
لكن بيانات EMIT تُستخدم أيضًا لرسم خريطة لعامل آخر يؤثر على تغير المناخ: الميثان.
على الرغم من أنه لا يمثل سوى جزء بسيط من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، إلا أنه يقدر باحتوائه على غاز الميثان 80 مرة قوة احترار أكبر من ثاني أكسيد الكربون في السنوات العشرين الأولى بعد دخوله الغلاف الجوي.
يمتص الميثان ضوء الأشعة تحت الحمراء بنمط فريد ، مما يوفر “بصمة طيفيةيقول روبرت جرين ، الباحث الرئيسي في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والمحقق الرئيسي في EMET مهمة.
حتى الآن ، رصد نظام EMIT 50 بوصةبواعث فائقة“حول العالم ، بشكل رئيسي من الوقود الأحفوري والنفايات والمرافق الزراعية ، بما في ذلك الولايات المتحدة وإيران وتركمانستان.
بينما يبقى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لعدة قرون ، يتبدد الميثان بعد عقد من الزمان ، مما يعني ذلك يعد تقليل انبعاثات الميثان طريقة سريعة لإبطاء تغير المناخ. تأمل ناسا أن تشجع هذه المعلومات الدول على الحد من انبعاثات غاز الميثان.
بينما كان من المقرر أصلاً أن تستمر مهمة EMIT لمدة 12 شهرًا فقط ، يقول جرين إن هناك خططًا الآن لتمديد المشروع.
ماهوالد متحمس بشأن المستقبل. “مشروع EMIT يختبر المياه ويظهر حقًا ما هو ممكن” ، كما تقول. “سننتقل من 5000 إلى مليارات من البيانات ، وبدقة أعلى بكثير. سيساعدنا هذا بشكل كبير.”
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”