ارتباط باورنکردنی داغترین صحرای زمین با جنگل آمازون

غزل زیاری: صحرای آفریقا یک نوار بی پایان از ماسه قهوه ای است که یک سوم شمالی قاره آفریقا را می پوشاند. از سوی دیگر، جنگل های بارانی آمازون توده سبز متراکمی از جنگل های مرطوب است که قسمت شمال شرقی آمریکای جنوبی را می پوشاند. اما پس از وزش بادهای شدید در صحرای بزرگ آفریقا، ابر قهوه ای رنگی به هوا برمی خیزد، بین دو قاره حرکت می کند و در نهایت جنگل و صحرا را که فقط مقدار زیادی گرد و غبار است به هم وصل می کند و بس.

ماهواره ناسا توانسته است میزان گرد و غباری که در طول این سفر بین قاره ای از اقیانوس اطلس عبور می کند را به صورت سه بعدی تعیین کند. دانشمندان علاوه بر اندازه گیری حجم غبار، میزان فسفری را که از بیابانی ترین منطقه سیاره به پرواز درآمده و از سطح اقیانوس عبور کرده است را نیز محاسبه کردند. یکی از حاصلخیزترین مناطق روی زمین می آید. این فسفر در واقع بازمانده بخشی از گذشته کویر است که زمانی بستر دریاچه بوده است.

مقاله ای که در مجله Geophysical Research Letters منتشر شده است، اولین تخمین های ماهواره ای از انتقال فسفر را در چند سال اخیر ارائه می دهد. هانگبین یو، نویسنده اصلی مقاله و دانشمند جوی دانشگاه مریلند که در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در مریلند کار می کند، گفت: این اولین تخمین ماهواره ای چند ساله از کل انتقال گرد و غبار از صحرای آفریقا به آمازون است.

آیا این فسفرها مفید هستند یا مضر؟

یو توضیح داد که سفر بین قاره ای غبار در درجه اول به دلیل آنچه در این غبارها وجود دارد مهم می شود. خاص گرد و غبار از یک فرورفتگی در چاد، بستر دریاچه ای باستانی که در آن مواد معدنی سنگی حاصل از میکروارگانیسم های مرده مملو از فسفر است، خارج می شود.

لازم به ذکر است که فسفر یک ماده مغذی ضروری برای پروتئین های گیاهی و رشد است که بسیاری از گیاهان جنگل های بارانی آمازون برای رشد و نمو به آن متکی هستند.

این مواد مغذی که معمولاً در کودهای تجاری استفاده می شوند، در خاک های آمازون کمیاب هستند و معمولاً در خود گیاهان یافت می شوند. برگ های افتاده و پوسیده و مواد آلی اکثریت مواد مغذی را در اختیار گیاهان منطقه آمازون قرار می دهد که پس از ورود به خاک آنها را از بین می برد و بلافاصله جذب گیاهان و درختان می شود. اما برخی از این مواد مغذی از جمله فسفر از طریق بارندگی وارد رودخانه ها می شوند و به سرعت حوضه آمازون را ترک می کنند.

میزان فسفر وارد شده به آمازون از صحرای آفریقا 22000 تن در سال برآورد شده است. به گفته یو. این یافته بخشی از یک مطالعه بزرگتر برای درک نقش این غبارها و ذرات معلق در هوا در آب و هوای محلی و جهانی است.

گرد و غبار حمل شده توسط باد

یو گفت: “ما می دانیم که گرد و غبار در بسیاری از موارد واقعا مهم است.” این بخش ضروری از سیستم زمین است. گرد و غبار بر آب و هوا تأثیر می گذارد و در عین حال آب و هوا نیز بر گرد و غبار تأثیر می گذارد.

برای درک این تأثیرات، ابتدا باید به دو سؤال اساسی پاسخ داد: چه مقدار گرد و غبار جابجا می شود و میزان حرکت گرد و غبار چگونه با شاخص های اقلیمی ارتباط دارد؟

تخمین‌های انتقال غبار بر اساس داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط ابزاری است که بین سال‌های 2007 تا 2013 روی ماهواره‌های Cloud-Aerosol Lidar و Calipso ناسا نصب شده است.

میزان گرد و غبار مسافران چقدر است؟

این داده ها نشان می دهد که باد و آب و هوا به طور متوسط ​​سالانه 182 میلیون تن گرد و غبار را جمع آوری می کند و آن را از سمت غربی صحرا در موازی 15 به سمت غرب می برد. این حجم معادل تقریباً 689000 کامیون متوسط ​​پر از گرد و غبار است.

این غبار حدود 2500 کیلومتر از اقیانوس اطلس عبور می کند و البته مقداری از آن در مسیر پایین می ریزد یا از طریق باران از آسمان به زمین می ریزد. نزدیک به ساحل شرقی آمریکای جنوبی و در طول جغرافیایی ۳۵ وات حدود 132 میلیون تن گرد و غبار در هوا باقی مانده است که از این میزان 27.7 میلیون تن، معادل 105000 کامیون متوسط ​​گرد و غبار، بر فراز حوضه آمازون به زمین می ریزد. و حدود 43 میلیون تن گرد و غبار حتی فراتر رفته و به دریای کارائیب و موازی 75 می رسد.

یو و همکارانش بر انتقال این غبارها از صحرای بزرگ آفریقا از طریق اقیانوس اطلس به آمریکای جنوبی و دریای کارائیب تمرکز کرده اند. چرا این عملا بزرگترین انتقال غبار در کل سیاره است. گرد و غبار جمع‌آوری‌شده از غار Boudele در چاد، و همچنین گرد و غبار جمع‌آوری‌شده از ایستگاه‌های زمینی در باربادوس و میامی، به دانشمندان این امکان را داد که نسبت فسفر موجود در غبار صحرا را تخمین بزنند و این تخمین برای محاسبه مقدار فسفر موجود در این غبار استفاده شد. انتقال در حوضه آمازون یافت می شود و در آنجا استفاده می شود.

به گفته چیپ ترپت، دانشمند پروژه علمی CALIPSO در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا: «در حالی که داده‌های جمع‌آوری‌شده در طول هفت سال برای بررسی روندهای بلندمدت بسیار کوتاه است. با این حال، درک چگونگی رفتار گرد و غبار و سایر ذرات موجود در هوا هنگام حرکت در اقیانوس بسیار مهم است. ما به داده‌هایی از این اندازه‌گیری‌ها نیاز داریم تا بفهمیم آیا یک الگوی قوی و ثابت در حمل و نقل این ذرات معلق وجود دارد یا خیر.

الگویی که هر سال تغییر می کند

در این رابطه، یو توضیح داد که بررسی سالانه داده ها نشان می دهد که این الگو در واقع بسیار متفاوت است، با تغییر حدود 86 درصدی بین بیشترین میزان گرد و غبار منتقل شده در سال 2007 و کمترین مقدار در سال 2011 مشاهده شد.

اما سوالی که مطرح می شود این است که چرا این تفاوت های بزرگ؟ دانشمندان بر این باورند که این بستگی به شرایط “ساحل” دارد، نوار طولانی زمین نیمه خشک در مرز جنوبی صحرا. یکی یکی از عواملی که یو و همکارانش با مقایسه تغییرات انتقال گرد و غبار در سال های مختلف با عوامل جوی مختلف تعیین کردند، میزان بارندگی ساحلی در سال قبل است.. با افزایش بارندگی در سواحل، گرد و غبار کمتری در سال بعد به آمازون منتقل شد.

به گفته یو، مکانیسم اصلی ناشناخته است. یک احتمال این است که افزایش بارندگی منجر به پوشش گیاهی بیشتر شود و خاک ساحلی کمتر در معرض فرسایش بادی قرار گیرد. احتمال دوم که احتمال بیشتری دارد این است که این مقدار به دلیل گردش باد است که در نهایت گرد و غبار را از ساحل دور می کند. صحرای بزرگ آفریقا به جو فوقانی متصل است. این به این دلیل است که این غبارها در قسمت بالایی جو می توانند مسافت طولانی را در اقیانوس طی کنند.

پیامدهای این تحقیق برای مطالعات اقلیمی

CALIPSO داده هایی را جمع آوری می کند که اطلاعات ارزشمندی در مورد ارتفاع لایه های غبار در جو در اختیار محققان قرار می دهد. دانستن ارتفاعی که گرد و غبار در آن حرکت می کند برای درک و استفاده از رایانه برای مدل سازی این که گرد و غبار در نهایت به کجا می رود و نحوه تعامل آن با بودجه گرمایی زمین و ابرها مهم است، که همه اینها سناریوهای مهم آب و هوایی برای آینده هستند.

ترپته ادامه داد: “جریان باد در ارتفاعات مختلف متفاوت است.” “این گامی رو به جلو در درک چگونگی انتقال گرد و غبار در سه بعدی و سپس مقایسه آن با مدل های مورد استفاده برای مطالعات آب و هوایی است.”

دامنه مطالعات آب و هوا بسیار متنوع است، از تغییرات جهانی گرفته تا تغییرات منطقه ای، مانند تغییراتی که ممکن است در سال های آینده در آمازون رخ دهد. علاوه بر گرد و غبار، آمازون خانه بسیاری از ذرات معلق دیگر مانند دود ناشی از آتش سوزی و ذرات بیولوژیکی مانند باکتری ها، قارچ ها، گرده ها و هاگ های منتشر شده توسط خود گیاهان است.. در آینده، یو و همکارانش می خواهند تأثیر این ذرات معلق در هوا را بر روی ابرهای محلی مطالعه کنند و ببینند که چگونه غباری که از آفریقا به داخل جریان می یابد، آنها را تحت تأثیر قرار می دهد.

یو در آخرین قسمت سخنرانی خود گفت: دنیا کوچک است و همه ما به هم متصل هستیم.

منبع: ناسا

۵۸۵۸