اقترب فريق من الكيميائيين الجويين من ما يُعتبر "الكأس المقدسة" لعلم تغير المناخ: أول كشف مباشر على الإطلاق للجسيمات البيولوجية داخل السحب الجليدية. تجربة Ice in Clouds - قام فريق Layer Clouds (ICE-L) بتركيب مطياف الكتلة على طائرة C-130 وقام بسلسلة من الرحلات عالية السرعة من خلال نوع من السحابة المعروفة باسم سحابة الموجة. كشف تحليل بلورات الجليد أن الجسيمات التي بدأت نموها تتكون بالكامل تقريبًا من الغبار أو المواد البيولوجية مثل البكتيريا والجراثيم الفطرية والمواد النباتية. في حين أنه من المعروف منذ فترة طويلة أن الكائنات الحية الدقيقة تصبح محمولة في الهواء وتقطع مسافات بعيدة ، فإن هذه الدراسة هي الأولى التي تسفر عن بيانات مباشرة حول كيفية عملها للتأثير على تكوين السحابة.
قام الفريق بقيادة كيمبرلي براثر وكيري برات من جامعة كاليفورنيا في سان دييجو ، معهد سكريبس لعلوم المحيطات ، بإجراء قياسات في الموقع لبقايا بلورات الثلج السحابية ووجدوا أن نصفها عبارة عن غبار معدني وحوالي الثلث يتكون من مواد غير عضوية أيونات ممزوجة بالنيتروجين والفوسفور والكربون - العناصر المميزة للمادة البيولوجية.
سمحت السرعة الثانية بعد الثانية للتحليل للباحثين بالتمييز بين قطرات الماء وجزيئات الجليد. نوى الجليد نادرة أكثر من نوى القطيرات.
أثبت الفريق أن الغبار والمواد البيولوجية يشكلان بالفعل نوى هذه الجسيمات الجليدية ، وهو أمر لم يكن يمكن في السابق محاكاته إلا في التجارب المعملية.
قال براتر: "لقد كان هذا نوعًا من قياس الكأس المقدسة بالنسبة لنا".
"إن فهم الجسيمات التي تشكل نويات الجليد ، والتي لها تركيزات منخفضة للغاية ويصعب قياسها بطبيعتها ، يعني أنه يمكنك البدء في فهم العمليات التي تؤدي إلى هطول الأمطار. إن أي معلومة جديدة يمكنك الحصول عليها أمر بالغ الأهمية ".
تشير النتائج إلى أن الجزيئات البيولوجية التي تجتاحها العواصف الترابية تساعد على تحفيز تكوين الجليد السحابي ، وأن منطقتهم الأصلية تحدث فرقًا. تشير الدلائل بشكل متزايد إلى أن الغبار المنقول من آسيا يمكن أن يؤثر على هطول الأمطار في أمريكا الشمالية ، على سبيل المثال.
يأمل الباحثون في استخدام بيانات ICE-L لتصميم دراسات مستقبلية تتناسب مع الأحداث التي قد تلعب فيها هذه الجسيمات دورًا أكبر في إحداث الأمطار أو تساقط الثلوج.
قال برات ، المؤلف الرئيسي للصحيفة: "إذا فهمنا مصادر الجزيئات التي تنوي الغيوم ، والوفرة النسبية لها ، فيمكننا تحديد تأثيرها على المناخ".
كانت آثار الجسيمات الدقيقة المحمولة جوا والتي تسمى الهباء الجوي على تكوين السحابة من أصعب جوانب الطقس والمناخ بالنسبة للعلماء.
في علم تغير المناخ ، الذي يستمد العديد من إسقاطاته من المحاكاة الحاسوبية للظواهر المناخية ، تمثل التفاعلات بين الهباء الجوي والسحب ما يعتبره العلماء أكبر قدر من عدم اليقين في نمذجة التنبؤات للمستقبل.
وقالت آن ماري شمولتنر من قسم علوم الغلاف الجوي في NSF ، التي مولت البحث: "من خلال أخذ عينات من السحب في الوقت الحقيقي من طائرة ، تمكن هؤلاء الباحثون من الحصول على معلومات حول جزيئات الجليد في السحب بمستوى غير مسبوق من التفاصيل".
المصدر: EurekAlert
