ناسا ترسم خرائط للعواصف الترابية من الفضاء باستخدام هذا الجهاز الجديد عالي التقنية

(سي إن إن) في البحر الأبيض المتوسط ​​، يطلق عليه “سيروكو، “وفي جزر الكناري ،”لا كاليما، “أثناء مروره”هارمتان“في غرب أفريقيا ، و”حبوبفي السودان. لكن هذه الأسماء المتنوعة كلها تصف الشيء نفسه: العواصف الترابية.

العواصف الرملية والترابية ظاهرة عالمية. يمكن أن تحمل جزيئات الغبار الدقيقة هذه عبر الرياح على بعد آلاف الأميال، مما يؤثر على الصحة وسبل العيش.

بحسب الأمم المتحدة، زادت العواصف الترابية بشكل كبير في السنوات الأخيرة بسبب تغير المناخ وتدهور الأراضي والجفاف.

عالم المناخ ناتالي ماهوالد تأمل أنه من خلال معرفة المزيد عن العواصف الترابية ، يمكننا التخطيط للمستقبل. أستاذة الهندسة في جامعة كورنيل في الولايات المتحدة ، أمضت العقدين الماضيين في تتبع الغبار في جميع أنحاء العالم – والآن تعمل مع وكالة ناسا على أداة جديدة تسمى EMIT.

يساعد مقياس طيف التصوير الفضائي الأول من نوعه في رسم خرائط ألوان الغبار. يمكن للعلماء استخدام البيانات الموجودة في نماذجهم المناخية لمعرفة كيفية تسخين المعادن المختلفة للكوكب أو تبريدها ، كما يوضح ماهوالد. كل نوع من أنواع الغبار له توقيعه الفريد الذي يعكس الضوء: على سبيل المثال ، يعكس الغبار الأبيض الإشعاع الشمسي ، أو الحرارة ، بينما “يمتصه الغبار الأحمر والغبار الداكن” ، على حد قولها.

يقول ماهوالد إن EMIT (التحقيق في مصدر غبار سطح الأرض المعدني) “سيحدث ثورة في ما يمكننا القيام به”. “يمكننا استخدام تلك (البيانات) لفهم تأثير غبار الصحراء بشكل أفضل.”

خريطة 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 الأطيافوهي الأطوال الموجية للضوء المختلفة التي تنبعث من ألوان مختلفة.

تسمح هذه المعلومات للباحثين بتحديد التركيب المعدني والكيميائي للمواد الموجودة على السطح. بمسح شرائط بعرض 50 ميلاً في غضون 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 العيناتيقول ماهوالد.

تأتي معظم البيانات الموجودة 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 إنه تم تجاهلها إلى حد كبير حتى الآن.

حلقة مفرغة

تقدر الأمم المتحدة أن 2000 مليون طن من الرمل والغبار تنبعث في الغلاف الجوي سنويًا.

العواصف الرملية والترابية حيوية لكوكب الأرض الحاملة تربة مغذية عبر البلدان والقارات والمساعدة على ازدهار الحياة النباتية – على سبيل المثال ، الغبار من الصحراء الكبرى يغذي الأشجار في 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: تقرير من الأمم المتحدة يبرز كيف يمكن لتغيير أنماط العواصف أن يغير توزيع معادن الأرض ويقلل من هطول الأمطار ، في حين أن الهباء الجوي يمكن أن يعمل مثل غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي عن طريق امتصاص الإشعاع الشمسي.

هذا يمكن أن يخلق حلقة تغذية مرتدة ، حيث يتسبب تغير المناخ في حدوث المزيد من العواصف الترابية الشديدة تدهور الأراضي والجفافوتؤدي العواصف الترابية إلى تفاقم تغير المناخ. يقول فرانسيس إن هناك دليلًا على أن هذا يحدث بالفعل ، مشيرًا إلى “غودزيلا” ، أكبر عاصفة ترابية في جميع أنحاء العالم 20 سنه، التي عبرت المحيط الأطلسي في يونيو 2020 ، سماء مظلمة 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 ارتفاع. في بعض أبحاثها السابقة ، وجدت أن الغبار من الصحراء قد وصل إلى القطب الشمالي ، بسبب التغيرات في دوران الغلاف الجوي.

يقول فرانسيس: “لقد لاحظنا أنه خلال العقدين الماضيين ، أصبح تغميق الجليد في القطب الشمالي مهمًا” ، مشيرًا إلى حلقة أخرى من ردود الفعل. “نحن نعلم أنه عندما يكون الجليد مظلمًا فإنه سيعكس كمية أقل من ضوء الشمس ، وبالتالي سوف يذوب بشكل أسرع.”

أكثر من مجرد غبار

قدم EMIT 5000 مجموعة بيانات حتى الآن – كل منها يحتوي على أكثر من 1.4 مليون أطياف. يستخدم العلماء في وكالة ناسا البيانات للمساعدة في تعيين الغبار وتكوين التربة في جميع أنحاء العالم.

لكن بيانات EMIT تُستخدم أيضًا لرسم خريطة لعامل آخر يؤثر على تغير المناخ: الميثان.

على الرغم من أنه يشكل جزءًا بسيطًا من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، إلا أنه يقدر باحتوائه على غاز الميثان 80 مرة قوة احترار أكبر من ثاني أكسيد الكربون على مدار العشرين عامًا الأولى بعد دخوله الغلاف الجوي.

يمتص الميثان ضوء الأشعة تحت الحمراء بنمط فريد ، مما يوفر “بصمة طيفيةيقول روبرت جرين ، كبير الباحثين في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والمحقق الرئيسي في مهمة EMIT.

حتى الآن ، رصد نظام EMIT 50 بوصةبواعث فائقة“في جميع أنحاء العالم ، يأتي معظمه من الوقود الأحفوري والنفايات والمرافق الزراعية ، في مواقع تشمل الولايات المتحدة وإيران وتركمانستان.

بينما يبقى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لعدة قرون ، يتبدد الميثان بعد عقد من الزمان ، مما يعني ذلك الحد من انبعاثات الميثان هو طريق سريع لإبطاء تغير المناخ. تأمل ناسا أن تشجع هذه المعلومات الدول على وقف انبعاثات غاز الميثان.

بينما كان من المقرر في البداية أن تستمر مهمة EMIT لمدة 12 شهرًا فقط ، يقول جرين إن هناك خططًا الآن لتمديد المشروع.

ماهوالد متحمس للمستقبل. “مشروع EMIT يختبر المياه ويظهر حقًا ما هو ممكن” ، كما تقول. “سننتقل من 5000 إلى مليارات من البيانات ، وبدقة أعلى بكثير. وهذا سيساعدنا بشكل كبير.”