اتصال باورنکردنی داغ ترین صحرای زمین به جنگل های آمازون

غزال زیاری: صحرای بزرگ آفریقا یک نوار قهوه ای بی پایان از شن و ماسه است که یک سوم شمالی قاره آفریقا را پوشش می دهد. از سوی دیگر جنگل های بارانی آمازون هم یک توده سبز متراکم از جنگل های مرطوب است که بخش شمال شرقی آمریکای جنوبی را پوشانده است. اما بعد از وزش بادهای شدید در صحرای بزرگ آفریقا، ابری قهوه ای رنگ به هوا بلند شده و بین دو قاره به حرکت در می آید و در نهایت جنگل و صحرا را به هم گره می زند که فقط حجم زیادی از گرد و خاک است و بس.

ماهواره ناسا موفق شده تا به صورت سه بعدی میزان گرد و غباری که در این سفر بین قاره ای از روی اقیانوس اطلس سفر می کند را مشخص کند. دانشمندان علاوه بر آنکه حجم این گرد و غبار را اندازه گیری کردند، بلکه موفق به محاسبه میزان فسفری شدند که از صحرایی ترین منطقه کره زمین به پرواز درآمده و با عبور از سطح اقیانوس، به یکی از بارورترین مناطق کره زمین می رسد. این فسفر در واقع باقی مانده بخشی از گذشته کویر است که روزگاری بستر دریاچه ای بوده.

مقاله ای که در ژورنال Geophysical Research Letters منتشر شد، اولین برآوردهای ماهواره ای از انتقال فسفر را در طی چند سال ارایه کرده است. هونگبین یو، نویسنده اصلی این مقاله و دانشمند جوی دانشگاه مریلند که در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در مریلند کار می کند در این باره توضیح داده که این اولین تخمین ماهواره ای چند ساله از انتقال کلی گرد و غبار از صحرای بزرگ آفریقا به آمازون است.

این فسفرها مفید است یا مضر؟

یو در این باره توضیح داد که سفر فراقاره ای گرد و غبارها، بیش از هرچیز به خاطر آنچه در این غبارها وجود دارد، اهمیت پیدا می کند. به طور مشخص این گرد و غبارها از فرورفتگی حفره ای در کشور چاد که بستر دریاچه ای باستانی است که در آن مواد معدنی سنگی متشکل از میکروارگانیسم های مرده مملو از فسفر هستند، به پرواز در می آیند.

لازم به ذکر است که فسفر یک ماده مغذی ضروری برای پروتیین های گیاهی و رشد آنهاست که بسیاری از گیاهان جنگل های بارانی آمازون برای رشد و شکوفایی به آنها وابسته اند.

این مواد مغذی که در بسیاری مواقع در کودهای تجاری مورد استفاده قرار می گیرند، در خاک های آمازون کمیاب هستند و معمولا در داخل خود گیاهان وجود دارند و برگ های ریخته شده و درحال تجزیه و مواد آلی، اکثریت مواد مغذی گیاهان آمازون را تامین می کنند که به محض ورود به خاک، بلافاصله توسط گیاهان و درختان جذب می شوند. ولی برخی از این مواد مغذی از جمله فسفر، در اثر بارندگی به رودخانه ها منتقل شده و سریعا از حوضه آمازون خارج می شوند.

میزان فسفری که از صحرای بزرگ آفریقا به آمازون می رسد، سالانه حدود 22 هزار تن برآورد شده است که طبق گفته یو، تقریبا برابر با همان میزانی است که توسط باران و سیل آمازون شسته می شود. این یافته بخشی از یک تحقیق بزرگ تر برای درک نقش این گرد و غبارها و ذرات معلق در هوا در آب و هوای محلی و جهانی است.

حمل گرد و غبار توسط باد

یو در این باره گفته:« ما می دانیم که گرد و خاک در بسیاری مواقع واقعا مهم است. این جزیی ضروری از سیستم کره زمین است. گرد و غبار بر آب و هوا تاثیر می گذارد و به شکل همزمان، آب و هوا هم بر گرد و غبار تاثیرگذار است.»

برای درک این اثرات، اول باید به دو سوال اساسی پاسخ داد: چه میزان گرد و غبار جابجا می شود و ارتباط بین میزان جابجایی گرد و غبار و شاخص های اقلیمی چیست؟

برآوردهای انجام شده از میزان انتقال گرد و غبار، برپایه داده های جمع آوری شده توسط یک ابزارنصب شده برروی Cloud-Aerosol Lidar ناسا و ماهواره مادون قرمز یا Calipso در بین سال های 2007 تا 2013 انجام شده است.

میزان گرد و غبارهای مسافر چقدر است؟

این داده ها حکایت از آن دارند که باد و آب و هوا به طور متوسط سالانه 182 میلیون تن گرد و غبار را جمع آوری کرده و آن را از سمت غربی صحرای بزرگ آفریقا در طول جغرافیایی 15W به سمت غرب به پرواز در می آورند. این حجم تقریبا برابر با 689 هزار کامیون متوسط مملو از گرد و غبار است.

این گرد و غبار حدود 2500 کیلومتر در سراسر اقیانوس اطلس به حرکت در می آید و البته بخشی از آن در طول مسیر به پایین ریخته یا توسط باران از آسمان به سمت زمین می آید. در نزدیکی ساحل شرقی آمریکای جنوبی و در طول جغرافیایی 35W ، حدود 132 میلیون تن گرد و غبار در هوا باقی مانده است که 27.7 میلیون تن که معادل 105 هزار کامیون متوسط مملو از غبار است، بر فراز حوضه آمازون برروی زمین می ریزد و حدود 43 میلیون تن گرد و غبار، حتی دورتر رفته و به دریای کاراییب و طول جغرافیایی 75W می رسد.

یو و همکارانش تمرکزشان را بر انتقال این غبارهای صحرای بزرگ آفریقا از طریق اقیانوس اطلس به آمریکای جنوبی و دریای کاراییب قرار داده اند؛ چرا که این عملا بزرگترین انتقال گرد و غبار در کل سیاره زمین است. گرد و غبار جمع آوری شده از فرورفتگی بودله در چاد و همچنین گرد و غبار جمع آوری شده از ایستگاه های زمینی در باربادوس و میامی، به دانشمندان اجازه می دهد تا برآوردی از نسبت فسفر موجود در غبار صحرای بزرگ آفریقا داشته باشند و این تخمین برای محاسبه میزان فسفری که از این انتقال گرد و غبار، در حوضه آمازون ته نشین می شود، به کار می آید.

طبق گفته چیپ ترپته، دانشمند پروژه علمی CALIPSO در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا در این باره گفت:« داده های جمع آوری شده در طول هفت سال، اگرچه برای بررسی روندهای طولانی مدت، بسیار کوتاه است؛ اما برای درک چگونگی رفتار گرد و غبار و سایر ذرات معلق در هوا در هنگام حرکت بر فراز اقیانوس اهمیت بالایی دارد. ما به داده هایی از این اندازه گیری ها نیاز داریم تا بفهمیم که آیا الگوی قوی و ثابتی برای حمل و نقل این ذرات معلق وجود دارد یا خیر.»

الگویی که هر ساله تغییر می کند

یو در این باره توضیح داده که بررسی سال به سال داده ها نشان می دهد که این الگو در حقیقت بسیار متغیر است و بین بیشترین میزان گرد و غبار منتقل شده در سال 2007 و کمترین میزان در سال 2011، حدود 86% تغییر مشاهده می شود.

اما سوالی که مطرح می شود این است که چرا اینقدر اختلاف؟ دانشمندان معتقدند که این به شرایط “ساحل”، یعنی نوار طولانی زمین نیمه خشک در مرز جنوبی صحرای بزرگ آفریقا بستگی دارد. یکی از فاکتورهایی که یو و همکارانش با مقایسه تغییرات انتقال گرد و غبار در سال های مختلف با عوامل مختلف آب و هوایی به آن رسیدند، میزان بارندگی در ساحل، در سال قبل از آن بوده. زمانی که بارندگی در ساحل افزایش یافته بود، در سال بعد گرد و غبار کمتری به سمت آمازون منتقل شده بود.

طبق گفته یو، مکانیزم نهفته در این موضوع ناشناخته است. یک احتمال این است که افزایش بارندگی، به منزله پوشش گیاهی بیشتر و در نتیجه خاک کمتر در معرض فرسایش باد در ساحل بوده باشد و احتمال دوم که محتمل تر هم هست این است که این میزان، به گردش بادی که نهایتا گرد و غبار را از ساحل صحرای بزرگ آفریقا به سمت اتمسفر بالایی می برد مربوط می شود. چرا که این گرد و غبارها در اتمسفر بالایی می توانند سفری تا این حد طولانی را برفراز اقیانوس داشته باشند.

تاثیر این تحقیق بر مطالعات آب و هوایی

CALIPSO، داده هایی را جمع آوری می کند که اطلاعات ارزشمندی درباره ارتفاع لایه های غبار در جو در اختیار محققان قرار می دهد. اطلاع از ارتفاعی که غبارها در آن حرکت می کنند، برای درک و استفاده از رایانه برای مدل سازی اینکه غبارها در نهایت به کجا می روند و چطور با تعادل گرمایی زمین و ابرها تعامل خواهند داشت، نکته مهمی است و همه این موارد، سناریوی اقلیمی مهمی برای آینده هستند.

ترپته ادامه داد:« جریان باد در ارتفاع های مختلف متفاوت است. این یک گام رو به جلو در ارایه درک چگونگی انتقال گرد و غبار به صورت سه بعدی و سپس مقایسه با مدل هایی است که برای مطالعات آب و هوایی مورد استفاده قرار می گیرند.»

دامنه مطالعات آب و هوا، از تغییرات جهانی گرفته تا تغییرات منطقه ای، مثل تغییراتی که ممکن است در سال های آینده در آمازون رخ دهد، بسیار متفاوت است. منطقه آمازون، علاوه بر گرد و غبار، میزبان بسیاری از ذرات معلق دیگر مثل دود ناشی از آتش سوزی ها و ذرات بیولوژیکی مثل باکتری ها، قارچ ها، گرده ها و هاگ های منتشر شده توسط خود گیاهان است. یو و همکارانش قصد دارند تا در آینده، به بررسی اثرات این ذرات معلق برروی ابرهای محلی بپردازند و ببینند که اینها چطور تحت تاثیر گرد و غبار ورودی از آفریقا هستند.

یو در بخش پایانی صحبت هایش گفت:« دنیای کوچکی است و همه ما با هم متصل ومرتبط هستیم.»

منبع: nasa

5858