الألياف البلاستيكية الدقيقة قد تنتقل إلى طبقة الغلاف الجوي”الستراتوسفير”

يمكن العثور على جزيئات البلاستيك الدقيقة في الزوايا النائية لكوكبنا، بالنسبة لبعض الأماكن، مثل الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية في القطب الشمالي، يعد النقل الجوي هو المسار الوحيد الذي يمكن تصوره.

ومع ذلك، فمن المحير كيف وجدت بعض الجزيئات البلاستيكية الكبيرة جدًا والتي تشبه الألياف في الغالب طريقها إلى مثل هذه الأماكن، على الرغم من أن نماذج النقل الجوي تتنبأ بسقوط مثل هذه الجزيئات الكبيرة من الغلاف الجوي بالقرب من مصادرها.

يعتمد مدى انتقال المواد البلاستيكية الدقيقة في الغلاف الجوي بشكل حاسم على شكل الجسيمات، وفقًا لدراسة حديثة أجراها علماء في جامعة فيينا ومعهد ماكس بلانك للديناميكيات والتنظيم الذاتي في جوتنجن، على الرغم من أن الجسيمات الكروية تستقر بسرعة، إلا أن الألياف البلاستيكية الدقيقة قد تنتقل إلى طبقة الستراتوسفير.

وفي مقال جديد نُشر في مجلة العلوم البيئية والتكنولوجيا، يرى الباحثون أن هناك حاجة ماسة إلى مزيد من الدراسات للتحقيق في التأثير المحتمل للجسيمات البلاستيكية الدقيقة على الغلاف الجوي.

مزيج مبتكر من التجارب المعملية

الدراسة التي أجرتها مجموعة متعددة التخصصات من العلماء من جامعة فيينا بالنمسا ومعهد ماكس بلانك للديناميكيات والتنظيم الذاتي في غوتنغن بألمانيا، تناولت هذا اللغز من خلال مزيج مبتكر من التجارب المعملية ومحاكاة النماذج.

حدد الباحثون في البداية بشكل تجريبي مدى سرعة استقرار الألياف البلاستيكية الدقيقة في الغلاف الجوي، ووجدوا أن الألياف تستقر بشكل أبطأ بكثير من الكرات التي لها نفس الكتلة.

عدم وجود بيانات عن الألياف البلاستيكية الدقيقة في الهواء

يعلق محسن باقري من معهد ماكس بلانك للديناميكيات والتنظيم الذاتي، الذي أشرف على التجارب المعملية، قائلاً: “من المثير للدهشة أنه لا توجد أي بيانات تقريبًا في الأدبيات حول ديناميكيات الألياف البلاستيكية الدقيقة أثناء استقرارها في الهواء.

وهذا النقص في البيانات هو سبب ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى التحديات المتمثلة في إجراء تجارب خاضعة للرقابة وقابلة للتكرار على مثل هذه الجسيمات الصغيرة في الهواء، ومع التقدم في الطباعة ثلاثية الأبعاد بدقة دون الميكرون وتطوير إعداد تجريبي جديد يسمح بتتبع المواد البلاستيكية الفردية في الهواء، تمكنا من ملء هذه المعرفة الفجوة وتحسين النماذج الموجودة في هذه الدراسة.”

ثم نفذ الباحثون نموذجًا يصف عملية استقرار الجسيمات غير الكروية في نموذج النقل الجوي العالمي.

كانت الاختلافات في الجسيمات الكروية هائلة، حيث يمكن للألياف التي يصل طولها إلى 1.5 ملم، أن تصل إلى أبعد الأماكن على الأرض في النموذج، بينما أظهر النموذج أن الكرات ذات الكتلة نفسها استقرت بالقرب من مناطق مصدر البلاستيك.
الرماد البركاني والغبار المعدني وحبوب اللقاح

تقول داريا تاتسي من قسم الأرصاد الجوية والجيوفيزياء بجامعة فيينا، المؤلفة الأولى للدراسة: “من خلال التجارب المعملية الجديدة وتحليل النمذجة، يمكننا بالتأكيد تقليل الشكوك حول انتقال الألياف في الغلاف الجوي، ويمكننا أخيرًا تفسير ذلك من خلال النمذجة”، “لماذا تصل المواد البلاستيكية الدقيقة إلى مناطق نائية جدًا من الكوكب، إحدى النتائج المهمة للدراسة هي أن تحليلنا لا ينطبق فقط على المواد البلاستيكية الدقيقة، ولكن أيضًا على أي جزيئات أخرى مثل الرماد البركاني، والغبار المعدني، وحبوب اللقاح، وما إلى ذلك.”

ارتفاعات أكبر بكثير في الغلاف الجوي

قد يكون للألياف تأثير حتى على طبقة الستراتوسفير، والنتيجة الأخرى هي أن الألياف البلاستيكية، في النموذج، يمكن أن تصل إلى ارتفاعات أكبر بكثير في الغلاف الجوي من الكرات ذات الكتلة نفسها.

يعلق أندرياس ستول من جامعة فيينا، والذي بدأ الدراسة قائلاً: “قد يكون لهذا آثار على العمليات السحابية وحتى على الأوزون الستراتوسفيري، حيث يبدو من الممكن أن تكون الألياف البلاستيكية الدقيقة وفيرة في الطبقة العليا من التروبوسفير وقد تصل حتى إلى الستراتوسفير، على سبيل المثال، ولا يمكننا أن نستبعد أن الكلور الموجود في هذه الجزيئات يضر بطبقة الأوزون.

“ومع ذلك، فإننا لا نعرف حتى الآن كمية البلاستيك المنبعثة في الغلاف الجوي، وبأي أحجام وأشكال، كما أننا لا نعرف أيضًا ما يحدث له في ظل الظروف القاسية لطبقتي التروبوسفير العلوي والستراتوسفير، نحن “نفتقر إلى البيانات الأساسية للغاية، ولكن نظرا للزيادة الكبيرة في إنتاج البلاستيك العالمي، علينا أن نكون يقظين.”

على الرغم من كل الشكوك، هناك شيء واحد واضح من الورقة: يجب أخذ الأشكال الغريبة في كثير من الأحيان لجزيئات البلاستيك الدقيقة في الاعتبار عند دراسة تأثيرها البيئي .