من بين المزيج المعقد من الجزيئات التي تشكل دخان حرائق الغابات ، تبين أن أنواعًا وفيرة ولكنها غير معروفة حتى الآن تحبس كمية مدهشة من الحرارة ، وفقًا لبحث جديد.
تشير هذه النتائج إلى أن حرائق الغابات ، التي من المتوقع أن تصبح أكثر حدة وتكرارًا في السنوات القادمة بسبب تغير المناخ بفعل الإنسان ، تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض بدرجة أكبر مما كان يُعتقد سابقًا.
باستخدام طائرة دوغلاس دي سي -8 التابعة لوكالة ناسا ، وهي طائرة رباعية النفاث عمرها 54 عامًا تم تحويلها إلى مختبر لعلوم الطيران ، أجرى العلماء تحليلًا لثلاث حرائق محددة ناجمة عن الصواعق. كان الثلاثة قد أحرقوا مساحات شاسعة من الأراضي في غرب الولايات المتحدة في عام 2019 – شادي كريك في أيداهو ، وقلعة وآيكس في أريزونا ، وأوريغون كاو 204.
وأظهرت النتائج التي توصلوا إليها أن نوعًا جديدًا من الجسيمات المرتبطة بهذه الحرائق ، يُدعى “الكربون البني الغامق” العضوي ، يمتص الحرارة بشدة – بحيث يمثل أكثر من نصف إجمالي الحرارة التي يمتصها دخان حرائق الغابات المتجمع. قال روهان ميشرا ، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية وعلوم المواد في جامعة واشنطن في سانت لويس بولاية ميسوري وأحد مؤلفي الدراسة الجديدة ، في بيان.
في شهري يوليو وأغسطس من عام 2019 ، استخدم العلماء أدوات على متن مختبر علوم الطيران التابع لناسا لجمع عينات الدخان على ارتفاع 6.2 ميل (10 كم) فوق سطح الأرض ، واستخدموا على الأرض مختبرًا متنقلًا لجمع عينات الدخان من حرائق الغابات التي تبعد حوالي 1.8 ميل (10 كم). ) بعيد. 3 كم) من مناطق مختارة لإدارة الحرائق.
الجسيمات الجديدة أقل عددًا عند مقارنتها بجزيئات دخان حرائق الغابات الأخرى المعروفة باسم الكربون الأسود أو السخام ، والتي تمتص ضوء الشمس ، ثم تحول ضوء الشمس إلى حرارة. يعتبر الكربون الأسود ثاني أكبر مساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري بعد ثاني أكسيد الكربون – ومع ذلك ، فإن جزيئات الكربون البني الداكن التي تمت دراستها حديثًا تبدو أكثر وفرة في الدخان من الكربون الأسود. يؤدي هذا في النهاية إلى زيادة احتمالية اندلاع حرائق الغابات لتدفئة كوكبنا بما يتجاوز ما تم حسابه.
تضيف نتائج هذا البحث الأخير ، الذي كان عبارة عن تعاون بين وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ، إلحاحًا قويًا لفهم تأثيرات الاحترار للكربون البني بشكل أفضل. يتم تضمين هذه الجسيمات تقنيًا في النماذج المناخية الحالية ، لكن آثار الاحترار الخاصة بها تظل موضع شك كبير ، وتجدر الإشارة أيضًا إلى إطلاقها في الغلاف الجوي أثناء حرق الوقود الأحفوري أيضًا.
قال راجان تشاكرابارتي ، الأستاذ المشارك في الطاقة والبيئة والهندسة الكيميائية بجامعة واشنطن في سانت لويس والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة ، في البيان.
يبدو أن الجسيمات المكتشفة حديثًا تمتص الضوء عبر الطيف المرئي ، من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة. كما أنه قادر على مقاومة التبييض الناجم عن الضوء ، وهي عملية تحدث بشكل طبيعي ومن المتوقع أن تجرد جزيئات الكربون البني من قدرتها على امتصاص الحرارة ، عادةً في غضون يوم واحد بعد إطلاقها في الغلاف الجوي.
ومع ذلك ، أظهرت التجارب المعملية أن جزيئات الكربون ذات اللون البني الداكن تشير إلى عدم وجود تغيير في امتصاص الحرارة لمدة ثلاثة أيام على الأقل.
أظهرت الأبحاث السابقة أن مثل هذا التبييض “يعتمد بشدة” على ارتفاع الدخان والظروف الجوية المحلية. بالقرب من الأرض ، حيث توجد فرص أعلى لمناخ دافئ ورطب ، يفقد الكربون البني لونه أو لونه المائل للبياض بأسرع ما يمكن ليوم واحد.
كلما ارتفع دخان حرائق الغابات من الأرض ، زاد برودة الهواء ، وبالتالي يفقد الكربون البني الموجود في الدخان محتواه المائي ، مما يجعل التفاعلات الكيميائية أكثر صعوبة. على ارتفاعات عالية ، تطير في الغلاف الجوي لمدة تصل إلى عام.
في الماضي ، انجرف دخان حرائق الغابات إلى المناطق القطبية ، وتم الاستشهاد بالكربون البني باعتباره المساهم الرئيسي في الذوبان المتسارع للأنهار الجليدية والجليد البحري في القطب الشمالي ، والذي يزداد احترارًا الآن أسرع من بقية الكوكب.
