دراسة: دخان حرائق الغابات يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الكوكب بمعدلات كبيرة

وتشير هذه النتائج إلى أن حرائق الغابات، التي من المتوقع أن تصبح أكثر شدة وتكرارًا في السنوات القادمة بسبب تغير المناخ بفعل الإنسان، تؤدي إلى تسخين الأرض بدرجة أكبر مما كان يُعتقد سابقًا.

باستخدام طائرة دوجلاس دي سي -8 التابعة لوكالة ناسا، وهي طائرة رباعية النفاث عمرها 54 عامًا (طائرة تعمل بأربعة محركات) والتي تم تحويلها إلى مختبر علوم طيران، أجرى العلماء تحليلًا لثلاثة حرائق محددة تسبب فيها الصواعق. كان الثلاثة قد أحرقوا مساحات شاسعة من الأراضي في غرب الولايات المتحدة في عام 2019 – شادي كريك في أيداهو وقلعة وآيكس في أريزونا وبقرة أوريجون 204. 

وأظهرت النتائج التي توصلوا إليها أن نوعًا جديدًا من الجسيمات المرتبطة بهذه الحرائق ، يُدعى “الكربون البني الغامق” العضوي ، يمتص الحرارة بقوة – لدرجة أنها تمثل أكثر من نصف إجمالي الحرارة التي يمتصها دخان حرائق الغابات الذي تم جمعه. روهان ميشرا ، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية وعلوم المواد في جامعة واشنطن في سانت لويس بولاية ميسوري وأحد مؤلفي كتاب 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، وعلى الأرض استخدموا مختبرًا متنقلًا لجمع عينات من دخان حرائق الغابات على بعد حوالي 1.8 ميل (3 كم) من مناطق مختارة لإدارة الحرائق.

الجسيمات الجديدة أقل عددًا عند مقارنتها بجسيمات 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 ، يبدو أن جزيئات الكربون البني الداكن التي تمت دراستها حديثًا أكثر وفرة في الدخان بأربعة أضعاف من الكربون الأسود. يؤدي هذا في النهاية إلى زيادة احتمالية حرائق الغابات لتدفئة كوكبنا إلى ما هو أبعد مما 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 ، ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه يتم إطلاقها في الغلاف الجوي أثناء حرق الوقود الأحفوري أيضًا. 

يقول راجان تشاكرابارتي ، الأستاذ المساعد للطاقة والبيئة والهندسة الكيميائية في جامعة واشنطن في قال سانت لويس والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة في البيان.

يبدو أن الجسيمات المكتشفة حديثًا تمتص الضوء عبر الطيف المرئي ، من الأطوال الموجية فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة. كما أنها قادرة 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 للمناخ الدافئ والرطب ، يفقد الكربون البني لونه أو مبيضه بأسرع ما يمكن ليوم واحد. 

كلما ارتفع دخان حرائق الغابات من الأرض ، زاد برودة الهواء ، لذلك يفقد الكربون البني الموجود في الدخان محتواه المائي ، مما يجعل التفاعلات الكيميائية أصعب بكثير. على ارتفاعات عالية ، يطير في الغلاف الجوي لمدة تصل إلى عام.

في الماضي ، كان دخان حرائق الغابات ينجرف 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 .