دخان أفريقي فوق الأمازون.. العثور على الدخان من إفريقيا طوال العام بكميات تصل 60% فوق الغابات المطيرة
انتقال الدخان من إفريقيا إلى الأمازون يتم في موسمي الأمطار من يناير إلى مارس والجفاف من أغسطس إلى نوفمبر
الغابات المطيرة البرازيلية هي إحدى المناطق القارية القليلة في العالم التي تتمتع بهواء نقي، هذا صحيح فقط خلال موسم الأمطار، عندما يكون تركيز الجسيمات منخفضًا جدًا.
خلال موسم الجفاف، هناك قصة مختلفة، تشتعل العديد من حرائق إزالة الغابات داخل غابات الأمازون المطيرة، حيث يلتهم “قوس من إزالة الغابات” الغابات المطيرة من الجنوب.
يؤدي السخام والانبعاثات الأخرى من الحرائق إلى انخفاض كبير في جودة الهواء في هذا الوقت من العام.
جودة الهواء في وسط الأمازون في هذا الوقت ليست أفضل من تلك الموجودة في التجمعات الحضرية الأوروبية.
يتأرجح تركيز جزيئات السخام في الغلاف الجوي فوق مظلة الغابة بين منخفض جدًا وعالي جدًا.
لأول مرة، قام فريق بحث بالتحقيق في أصول جزيئات السخام، لقد توصلوا إلى اكتشاف مفاجئ: عدد كبير من الجسيمات لا تنشأ في أمريكا الجنوبية، بدلاً من ذلك، يسافرون بكتل هوائية على بعد حوالي 10000 كيلومتر من إفريقيا فوق المحيط الأطلسي، ناجمة عن حرائق الغابات الطبيعية، وممارسات القطع والحرق، واحتراق الكتلة الحيوية، مثل الطهي.
كفاءة النقل الجوي لجزيئات السخام والهباء الجوي
نُشرت النتائج في مجلة Communications Earth & Environment ، حيث تشرح برونا هولاندا، التي قادت الدراسة كباحثة دكتوراه في معهد ماكس بلانك للكيمياء: “يمكن العثور على الدخان من إفريقيا تقريبًا طوال العام بكميات كبيرة فوق الغابات المطيرة – لم نتوقع هذا”، “لقد قدرنا أن كمية الدخان من إفريقيا ستكون حوالي 5 أو ربما 15 في المائة% كما اتضح، وصلت في بعض الأحيان إلى 60 %.”
وفقًا لفيزيائي الغلاف الجوي، توضح هذه القيمة كفاءة النقل الجوي لجزيئات السخام والهباء الجوي عبر الكتل الهوائية من إفريقيا إلى أمريكا الجنوبية.
تختلف جزيئات السخام من إفريقيا وأمريكا الجنوبية فيزيائيًا وكيميائيًا عن بعضها البع، من أجل عزو السخام فوق الأمازون إلى مصادر مختلفة، حلل الباحثون جزيئات السخام في الهواء فوق الأمازون على مدى عامين في مرصد الأمازون تال تاور (ATTO) تقع وحدة البحث في منطقة لم يمسها أحد في وسط الأمازون، وتضم من بين منشآت أخرى، برج مراقبة يبلغ ارتفاعه 325 مترًا.
نوعان من السخام
حدد الفريق نوعين سائدين من السخام: كانت جزيئات السخام من إفريقيا أكبر بكثير من تلك الموجودة في منطقة الأمازون، وأظهرت تركيزًا أقل للمواد العضوية.
يعزو الباحثون ذلك إلى حقيقة أن المناطق التي يتم حرقها في إفريقيا هي في الأساس أراضي عشبية وسافانا وغابات مفتوحة.
من المرجح أن يؤدي وقود المجفف إلى احتراق مشتعل والمزيد من جزيئات السخام. على العكس من ذلك ، تحدث حرائق أمريكا الجنوبية في الغابات الكثيفة والرطبة.
يؤدي هذا الوقود الرطب إلى احتراق مشتعل، مما ينتج عنه سخام مع تركيز أكبر من المواد العضوية.
باستخدام بيانات الأرصاد الجوية مثل مجال الرياح الرئيسي وصور الأقمار الصناعية، حيث تكون السحب الدخانية مرئية في بعض الأحيان، حددت هولاندا وزملاؤها بعد ذلك المصدر المعني للدخان.
وبهذه الطريقة، تأكد الباحثون أيضًا من وجود فترتين في السنة تنتقل فيها كمية كبيرة من الدخان بشكل خاص من إفريقيا إلى الأمازون: أولاً، خلال موسم الأمطار من يناير إلى مارس، تجلب الرياح باستمرار السخام جنبًا إلى جنب مع غبار الصحراء في منطقة.
خلال هذا الوقت، في المتوسط ، 60 % من جزيئات السخام فوق الأمازون تنشأ من الحرائق الأفريقية.
يكون الهواء نظيفًا بشكل خاص خلال موسم الأمطار، لأنه لا تكاد توجد حرائق مائلة وحروق في المنطقة، في بعض الأحيان، يجعل الدخان القادم من إفريقيا الهواء متسخًا في هذا الموسم كما هو الحال خلال موسم الجفاف.
ثانيًا، خلال موسم الجفاف من أغسطس إلى نوفمبر، يمكن ملاحظة الكثير من السخام من إفريقيا في وسط الأمازون.
على عكس موسم الأمطار ، خلال هذا الوقت ، هناك العديد من الحرائق الطبيعية والتي من صنع الإنسان في المنطقة، لا سيما في المناطق الجافة في حوض الأمازون.
في مناطق أخرى من الأمازون، تمثل الحرائق الإقليمية حوالي ثلثي التلوث بالسخام، فإن ثلث السخام في هذه المناطق يأتي من أفريقيا، مما يؤدي إلى تفاقم مستويات تلوث الهواء الخطيرة بالفعل.
يؤثر الدخان على المناخ ودورة المياه
السخام وجزيئات الهباء الجوي الأخرى تمتص أشعة الشمس وتبددها، مما يؤثر على الإشعاع أو توازن الطاقة في الأرض ومناخنا. جسيمات السخام على وجه الخصوص نشطة جدًا للإشعاع، لأنها تمتص قدرًا أكبر من ضوء الشمس مما تعكسه، وبالتالي تحتفظ بالحرارة في نظام الأرض.
تعمل جزيئات الغبار والسخام أيضًا كنواة تكثيف في ظهور قطرات السحب، على هذا النحو، فهي تؤثر على تكوين السحب وهطول الأمطار؛ وبهذه الطريقة، فإنها تؤثر أيضًا على ميزانية المياه.
يوضح كريستوفر بولكر، رئيس المجموعة في معهد ماكس بلانك للكيمياء: “يمكن أن تساعد نتائجنا في تحسين نماذج أنظمة المناخ والأرض، والتي لم تعكس حتى الآن مكونات الدخان الأفريقية بشكل كافٍ”.
عواقب وخيمة على تغير المناخ
في رأيه ، تشير كفاءة النقل أيضًا إلى أن الدخان الأفريقي قد وصل بالفعل إلى أمريكا الجنوبية في أوقات ما قبل الصناعة، حيث يُفترض أن الغطاء النباتي الأفريقي الذي كان عرضة للنيران كان يحترق لعشرات الآلاف من السنين.
يتابع الكيميائي الجوي: “نشك في أن السخام قد لعب دورًا مهمًا منذ فترة طويلة في تخصيب التربة وتكوين الغابات في منطقة الأمازون، وكذلك في دورات الكربون والماء”، قد تصبح الآثار الإيجابية السابقة مثل هذه ضارة الآن.
يقول بولكر: “إن معدل إزالة الغابات، وعدد الحرائق، والسخام الناتج في السنوات السابقة غير مسبوق ويمكن أن يكون له عواقب وخيمة على تغير المناخ الإقليمي والعالمي”.
