يُظهر رسم متحرك جديد أن الأرض “تتنفس” الكربون مع تغير الفصول على مدار العام.
ويمكن رؤية أجزاء من الكرة الأرضية تغرق حيث تمتص نباتات الأرض الكربون من الغلاف الجوي، لكنها تنتفخ عندما تطلق هذه النباتات الكربون.
وأنشئت الرسوم المتحركة بواسطة البروفيسور ماركوس رايششتاين، عالم البيئة في معهد ماكس بلانك للكيمياء الحيوية في جينا، ألمانيا.
ويُظهر دورة الكربون – العملية التي تنتقل فيها ذرات الكربون باستمرار من الغلاف الجوي إلى الأرض ثم تعود إلى الغلاف الجوي.
وتستند الرسوم المتحركة للبروفيسور ريتششتاين إلى ملاحظات الأقمار الصناعية ومئات من محطات مراقبة الكربون في جميع أنحاء العالم.
وقال البروفيسور رايششتاين لـ “لايف ساينس”: “التصور هو في الحقيقة مجرد مشروع ممتع. دورة الكربون هذه وكيف تتغير من شهر لآخر تخبرنا بالكثير. إنه يوضح بشكل أساسي مدى أهمية حماية مصارف الكربون”.
وبشكل عام، يمكن رؤية القارات وهي تنكمش خلال الربيع والصيف، مثل كرة القدم من دون هواء كاف، حيث تمتص نباتات الأرض الكربون من الغلاف الجوي أثناء عملية نموها.
وفي غضون ذلك، في فصل الشتاء، يمكن رؤية القارات وهي تنتفخ مثل بالون على وشك الانفجار، حيث تموت النباتات وتطلق تقريبا كل الكربون الذي تخزنه في الغلاف الجوي.
Here’s ecosystem net #carbon flux average seasonal cycle on the sphere… what I really like, we see intuitively the carbon “sink” when the biosphere is sucking carbon out of the atmosphere. Thanks to @tylermorganwall @mdsumner D.Murdoch @edzerpebesma R.Hijmans #RStats pic.twitter.com/1jTl96glY6
— Markus Reichstein (@Reichstein_BGC) January 6, 2022
وكما تظهر الرسوم المتحركة، فإن أكثر عمليات امتصاص الكربون وانبعاثات الكربون وضوحا على مدار العام تقع في “خطوط العرض المعتدلة” – أجزاء الأرض الواقعة بين المناطق شبه الاستوائية والدوائر القطبية.
وتكون دورة الكربون هذه أقل وضوحا حول خط الاستواء، حيث تكون الظروف أكثر جفافا وتكون حياة النبات أقل وفرة بشكل عام (في أماكن مثل الصحاري).
ويدخل الكربون من النباتات والأشجار في دورة الكربون عندما تموت ويتجلى هذا في النهاية على أنه ثاني أكسيد الكربون – أحد غازات الدفيئة.
وتستخدم النباتات عملية التمثيل الضوئي لالتقاط ثاني أكسيد الكربون ثم إطلاق نصفه في الغلاف الجوي من خلال التنفس. وتطلق النباتات أيضا الأكسجين في الغلاف الجوي من خلال عملية التمثيل الضوئي.
وقال البروفيسور رايششتاين إن المحيط غير مدرج في الرسوم المتحركة لأنه لا يظهر أنماطا موسمية قوية، على الرغم من أن المحيط يأخذ الكربون.
وفي الواقع، تخزن المحيطات كمية من الكربون أكثر بكثير من الغلاف الجوي والمحيط الحيوي الأرضي – أجزاء الأرض حيث توجد الحياة على كوكبنا.
وقال رايششتاين أيضا إن تغير المناخ يغير نمط نمو النبات في جميع أنحاء العالم، على الرغم من أن هذه التغييرات صغيرة جدا بحيث لا تظهر في الرسوم المتحركة الخاصة به.
المصدر: ديلي ميل
اقرأ أيضاً: ما هي كمية الماء في الغلاف الجوي للأرض؟
تسمى الأرض “الكوكب الأزرق” لوفرة إمداداتها من المياه. وعلى عكس الأجسام الأخرى في النظام الشمسي، فإن المياه السائلة وفيرة على الأرض ما سمح لملايين الأنواع بالتطور والازدهار.
ويُعرف أن نحو 71% من سطح الأرض مغطى بالمياه، ويوجد 96.5% من إمدادات المياه على كوكب الأرض في المحيطات، وفقا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS). لكن الماء لا يبقى في الأسفل فحسب، حيث أنه كجزء من دورة المياه (وتسمى أيضا الدورة الهيدرولوجية)، تنتقل إلى الغلاف الجوي.
وببساطة، هناك مليارات الغالونات من الماء، معظمها على شكل بخار، في السماء الآن، وإذا سقطت كلها دفعة واحدة، فستسبب بعض المشاكل الكبرى لملايين الناس.
ووفقا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، يقدر حجم كل المياه على الأرض بنحو 332.5 مليون ميل مكعب (1.4 مليار كيلومتر مكعب). وبشكل أوضح، سيحتوي ميل مكعب واحد من الماء على ما يقرب من 1.1 تريليون غالون، وهو ما يكفي لملء 1.66 مليون حمام سباحة بالحجم الأولمبي.
ونتيجة للدورة الهيدرولوجية، لا تبقى مياه الأرض في مكان واحد لفترة طويلة، فهي تتبخر، وتتحول إلى بخار، وتتكثف لتخلق السحب، ثم تعود إلى السطح على شكل ترسيب. ومن ثم تبدأ الدورة مرة أخرى.
ويبقى الماء المتبخر في الغلاف الجوي لمدة 10 أيام، وفقا لموسوعة Britannica. وهذا يعني أن الغلاف الجوي مغمور فعليا في بخار الماء.
ويقول فريديريك فابري، مدير مرصد ستيوارت مارشال للرادار والأستاذ المشارك للبيئة ومدير قسم علوم الغلاف الجوي والمحيطات بجامعة ماكجيل في كندا: “في المتوسط، يوجد ما يعادل 30 مم تقريبا من المطر على شكل بخار متاح للتساقط على أي نقطة من سطح الأرض. وهذا يمثل نحو 25 كيلوغراما من الماء فوق كل متر مربع، ومعظمها في شكل بخار”.
وأوضح فابري أنه بالنظر إلى أن مساحة سطح الأرض تبلغ نحو 197 مليون ميل مربع (510 ملايين كيلومتر مربع)، فهناك حوالي 37.5 مليون غالون من الماء في الغلاف الجوي. وأضاف أنه إذا سقطت كل هذه الكتلة مرة واحدة، فسوف ترفع مستوى المحيط العالمي بنحو 3.8 سم.
وعلى الرغم من أن كل هذا البخار المتساقط في وقت واحد أمر غير مرجح، إلا أن مثل هذا الارتفاع الدراماتيكي في مستوى سطح البحر سيكون له عواقب وخيمة على الأرجح.
ووفقا لموقع Climate Change Post، إذا ارتفع مستوى سطح البحر العالمي بمقدار 5 سم فقط، فإن المدن المنخفضة، مثل مومباي وكوتشي في الهند، وأبيدجان في ساحل العاج، وجاكرتا في إندونيسيا، التي يبلغ عدد سكانها مجتمعة أكثر من 28 مليون نسمة، وهي معرضة بالفعل للفيضانات الساحلية، سوف “تتأثر بشكل كبير”.
وبحسب دراسة أجريت عام 2017 ونُشرت في مجلة Scientific Reports، فإنه إذا ارتفعت مستويات سطح البحر بين 5 و10 سم، فسوف تضاعف وتيرة الفيضانات في مجموعة من المناطق، “خاصة في المناطق الاستوائية”.
وإذا كانت كل المياه الموجودة في الغلاف الجوي تتدحرج تلقائيا بطريقة ما، فلن تسقط بشكل متساو حول العالم، وذلك لأن بعض مناطق الأرض أكثر رطوبة من غيرها.
وأشار فابري: “يتم التحكم في كمية الماء في الغلاف الجوي من خلال التوازن بين التدفق إلى الغلاف الجوي والتدفق الخارج منه. ويتم التحكم في التدفق الجاري في الغلاف الجوي عن طريق التبخر من السطح، وهذا يعتمد على ما إذا كان هناك ماء على السطح، وكذلك على درجة الحرارة. ويتطلب تبخير الماء الكثير من الطاقة، وتأتي هذه الطاقة من دفء السطح. والمحيطات الدافئة هي المكان الذي يكون فيه التبخر بأكبر قدر، بينما تكون مناطق اليابسة في القطب الشمالي هي الأصغر”.
ويختلف متوسط كمية الماء في الغلاف الجوي باختلاف الموسم والموقع، ولكن بشكل عام، “تحتوي المحيطات الاستوائية والمناطق الاستوائية الرطبة على معظم بخار الماء فوقها، وتتحرك هذه مع المواسم، أما مناطق اليابسة في القطب الشمالي أو المناطق الجبلية المرتفعة فهي الأقل “لأن الهواء الدافئ أفضل بكثير لحمل الماء”، بحسب فابري.
وتشمل العوامل الأخرى المؤثرة الجيولوجيا والتضاريس، مثل التضاريس المنحدرة، والتي تؤثر على سرعة تحرك الهواء لأعلى في الغلاف الجوي، حيث يبرد. وقال فابري إنه نتيجة لذلك، فإن المناطق الجبلية عكس اتجاه الرياح “تحصل على أكثر من حصتها من الأمطار”. ويفسر هذا جزئيا سبب هطول أمطار غزيرة في سياتل، وهي مدينة تقع بالقرب من سلسلة كاسكيد، وفقا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.
جدير بالذكر أن تغير المناخ قد يؤثر على كمية البخار في الغلاف الجوي في العقود القادمة. وقال فابري: “إذا ارتفعت درجات الحرارة، سيزداد التبخر من السطح، وكذلك كمية الماء في الغلاف الجوي”.
ونتيجة لذلك، يمكن تصور تسارع ظاهرة الاحتباس الحراري. ويعد بخار الماء من الغازات الدفيئة الفعالة للغاية، وعندما يكون المزيد منه في الغلاف الجوي، فإنه يساهم في ارتفاع درجة حرارة الأرض وتعزيز تأثير الاحتباس الحراري.
المصدر: لايف ساينس
