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

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

العواصف الرملية والترابية ظاهرة عالمية. يمكن أن تحمل جزيئات الغبار الدقيقة هذه بواسطة الرياح على بعد آلاف الأميالتؤثر على الصحة والمعيشة.

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

عالم المناخ ناتالي ماهوالد من خلال معرفة المزيد عن العواصف الترابية ، يأمل في التخطيط للمستقبل. أستاذ الهندسة في جامعة كورنيل في الولايات المتحدة ، كان يراقب الغبار حول العالم على مدار العقدين الماضيين – ويعمل الآن مع وكالة ناسا على أداة جديدة تسمى EMIT.

النوع الأول ، مقياس طيف تصويري محمول في الفضاء ، يساعد في رسم خرائط ألوان الغبار. يوضح ماهوالد أنه يمكن للعلماء استخدام البيانات في نماذجهم المناخية لمعرفة كيف تقوم المعادن المختلفة بتدفئة أو تبريد الكوكب. كل نوع من أنواع الغبار له توقيعه الخاص على انعكاس الضوء: على سبيل المثال ، يعكس الغبار الأبيض الإشعاع الشمسي أو الحرارة ، بينما “يمتصه الغبار الأحمر والظلام” ، كما يقول.

يقول ماهوالد إن EMIT (مسح مصدر الغبار المعدني لسطح الأرض) “سيحدث ثورة في ما يمكننا القيام به”. “يمكننا استخدامها (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. نطاقأطوال موجية مختلفة من الضوء المنبعثة من ألوان مختلفة.

تسمح هذه المعلومات للباحثين بتحديد التركيب المعدني والكيميائي للمواد الموجودة على السطح. بمسح شرائط بعرض 50 ميلاً في ثوانٍ ، ستزود الأداة العلماء بمليارات من نقاط البيانات لاستخدامها في تنبؤات النماذج المناخية – مما يؤدي إلى توسيع مجموعة البيانات الحالية بشكل كبير. 5000 موقع عينةماهوالد يقول.

تأتي الكثير من البيانات التي تعتبر معلومات التربة التفصيلية ذات قيمة للأغراض الزراعية والتجارية من الأراضي الزراعية. ستساعد ثروة المعلومات التي يوفرها EMIT ، والتي تتضمن بيانات من المناطق الأكثر جفافاً في العالم ، العلماء على معرفة المزيد عن الغبار وتأثيره على المناخ – وهي مشكلة يقول ماهوالد إنه تم تجاهلها إلى حد كبير حتى الآن.

حلقة مفرغة

تقدر الأمم المتحدة أنه يتم إطلاق 2000 مليون طن من الرمال والغبار في الغلاف الجوي سنويًا.

العواصف الرملية والترابية ضرورية لكوكب الأرض التي تحملها التربة المغذية عبر البلدان والقارات ويساعد على ازدهار الحياة النباتية – الغبار من الصحراء الكبرى ، على سبيل المثال يتغذى على الأشجار في غابات الأمازون المطيرةحيث تفتقر التربة إلى العناصر الغذائية الضرورية.

قالت ديانا فرانسيس ، عالمة المناخ في جامعة خليفة في أبو ظبي: “يعتمد النظام البيئي حقًا على رذاذ الغبار”.

ولكن إذا أصبحت العواصف الترابية أكثر تواترًا وشدة ، فيمكنها تسريع الاحتباس الحراري: تقرير للأمم المتحدة يبرز يمكن أن يؤدي تغيير أنماط العواصف إلى تغيير توزيع معادن الأرض وتقليل هطول الأمطار ، في حين يمكن للهباء الجوي أن يعمل مثل غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي عن طريق امتصاص الإشعاع الشمسي.

هذا يمكن أن يخلق حلقة تغذية مرتدة يسبب فيها تغير المناخ المزيد من العواصف الترابية الشديدة تدهور الأراضي والجفافوتؤدي العواصف الترابية إلى تفاقم تغير المناخ. يقول فرانسيس إن هناك أدلة على أن هذا يحدث بالفعل ، مشيرًا إلى “جودزيلا” ، أكبر عاصفة ترابية في العالم. 20 سنهعبرت 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 حركة المرور. في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا ، يُقدر أنها تكلف الاقتصاد 13 مليار دولار في السنة.

يقول فرانسيس إن عدد وشدة العواصف في الصحراء آخذ في الازدياد. في بعض أبحاثه السابقة ، وجد أن التغيرات في دوران الغلاف الجوي تسببت في وصول الغبار من الصحراء إلى القطب الشمالي.

قال فرانسيس: “على مدى العقدين الماضيين ، لاحظنا تغميقًا كبيرًا للجليد في القطب الشمالي” ، مشيرًا إلى حلقة أخرى من ردود الفعل. “عندما يكون الجليد مظلمًا ، فإنه يعكس ضوء الشمس بدرجة أقل ، لذلك نعلم أنه سيذوب بشكل أسرع.”

أكثر من مجرد غبار

قدم EMIT حتى الآن 5000 مجموعة بيانات – كل منها يحتوي على 1.4 مليون طيف. يستخدم علماء ناسا البيانات لرسم خرائط لتكوين الغبار والتربة حول العالم.

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

على الرغم من أنه لا يشكل سوى جزء بسيط من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، إلا أنه يقدر وجود الميثان 80 مرة قوة احترار أكبر من ثاني أكسيد الكربون في السنوات العشرين الأولى من دخوله الغلاف الجوي.

يمتص الميثان ضوء الأشعة تحت الحمراء بشكل فريد ، “البصمات الطيفيةيمكن تحديد EMIT بدقة بواسطة مقياس طيف التصوير. قال روبرت جرين ، كبير الباحثين والباحثين الرئيسيين في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، إنه بينما كانت ناسا تعلم أن تكنولوجيا التصوير في EMIT يمكنها الكشف عن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، فقد “كان أداؤها أفضل من المتوقع”. مهمة EMIT.

حتى الآن ، اكتشف EMIT 50 بوصة.بواعث فائقة“في جميع أنحاء العالم ، يأتي في الغالب من الوقود الأحفوري والنفايات والمرافق الزراعية في أماكن بما في ذلك الولايات المتحدة وإيران وتركمانستان.

بينما يستمر ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لعدة قرون ، يتبدد الميثان بعد عقد ، أي يعد تقليل انبعاثات الميثان أسرع طريقة للتخفيف من تغير المناخ. تأمل ناسا أن تشجع هذه المعلومات الدول على الحد من انبعاثات غاز الميثان.

على الرغم من أنه كان من المخطط في البداية أن يستمر عمل EMIT لمدة 12 شهرًا فقط ، يقول جرين إن هناك خططًا الآن لتمديد المشروع.

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