هل الدخان المتصاعد فوق جنوب أستراليا مسؤول عن غروب الشمس الوردي في أمريكا الجنوبية؟ في المقالة نشرت اليوم في المجلة العلمية علوم، كشف البروفيسور إيلان كورين ويقول الدكتور إيتان هيرش إن ملايين الأطنان من جزيئات الدخان الناجمة عن موجة الحرائق الكبيرة في أستراليا انجرفت إلى الطبقة العليا من الغلاف الجوي وغطت - لعدة أشهر - النصف الجنوبي من الكرة الأرضية، مما أدى إلى تعتيم ضوء الشمس وتبريد كوكبنا. تشبه التأثيرات البيئية لهذا الحدث عواقب ثوران بركاني قوي.
في يناير 2020، البروفيسور كورين، من قسم علوم الأرض والكواكب في معهد وايزمان للعلوم، والدكتور هيرش - طالب سابق للبروفيسور كورين ورئيس حاليًا منطقة أبحاث العلوم البيئية في معهد الأبحاث البيولوجية الإسرائيلي - ملاحظة انحراف خطير في مؤشرات رصد حمل الجسيمات في الجو. وأظهرت هذه المؤشرات، استناداً إلى بيانات الأقمار الصناعية، انحرافاً أكبر بثلاث مرات من المعتاد ــ وهو واحد من أعلى الأرقام على الإطلاق، وهو أعلى من ثوران بركان بيناتوبو في الفلبين في عام 1991. وبما أنه لم يثور أي بركان في يناير/كانون الثاني 2020، تساءل العلماء عما إذا كان من الممكن إلقاء اللوم على موجة الحرائق الشديدة التي ضربت أستراليا في نهاية عام 2019 وانحسرت في عام 2020 - على الرغم من أن الحالات التي اخترق فيها دخان الحرائق الطبقة الدنيا من الغلاف الجوي هي نادر؛ وتبدأ هذه الطبقة، التي تسمى "التروبوسفير"، من الأرض ويصل ارتفاعها إلى عدة كيلومترات. في الوضع الطبيعي، إذا تمكنت جزيئات الدخان من الارتفاع إلى أعلى طبقة التروبوسفير، فإنها تتوقف عند "التروبوبوز" - طبقة الغلاف الجوي التي تفصل طبقة التروبوسفير عن الطبقة العليا من الغلاف الجوي: "الستراتوسفير".
وأظهر الفحص الدقيق للبيانات الواردة من أقمار صناعية بحثية مختلفة أن مصدر الجزيئات هو بالفعل الحرائق في أستراليا، خاصة تلك التي اشتعلت في جنوب شرق القارة. حتى أن التحليل المتعمق لبيانات الأقمار الصناعية أظهر أن نطاقًا واسعًا من الضباب في الطبقة العليا من الغلاف الجوي غطى نصف الكرة الجنوبي بأكمله - وهي ظاهرة وصلت إلى ذروتها بين يناير ومارس 2020 واستمرت حتى نهاية يوليو. خلال هذه الفترة يتحرك الدخان حول العالم عند خط عرض أستراليا، حيث يكمل القهوة بأكملها في حوالي أسبوعين بفضل الرياح المنتظمة والقوية في طبقة الستراتوسفير.
كيف اخترقت جزيئات الدخان سقف التروبوبوز، وما الذي يميز الموجة الأخيرة من الحرائق التي سمحت لها بذلك؟ يقول الدكتور هيرش: «يمكن العثور على دليل واحد في حريق غابة آخر حدث قبل بضع سنوات في كندا». وحتى ذلك الحين، تم تسجيل مستويات عالية من حمل الجسيمات في الغلاف الجوي. وهذا الحريق، مثل حرائق أستراليا، وقع أيضًا بعيدًا عن خط الاستواء. ويتقلص ارتفاع الطبقة السفلية من الغلاف الجوي عند خطوط العرض هذه: فوق المناطق الاستوائية يصل إلى 18 كيلومتراً فوق مستوى سطح البحر، أما عند الحواف الشمالية والجنوبية فيبلغ أقصى ارتفاع 10 كيلومترات. لذا، فإن العامل الأول الذي سمح للجسيمات بعبور التروبوبوز يكمن في الحقيقة البسيطة وهي أن المسافة هناك كانت أقصر.
ولا يفسر تشكل السحب الكميات الهائلة من جزيئات الدخان في الغلاف الجوي العلوي
السحب النارية - السحب التي تتشكل نتيجة الحرائق - هي الطريقة التي قد يصل بها الدخان إلى الغلاف الجوي العلوي. لكن عندما فحصوا بيانات الأقمار الصناعية، اكتشف العلماء أن السحب النارية لم تتشكل إلا لجزء بسيط من مدة الحرائق، ولوحظت بشكل رئيسي فوق تلك التي اشتعلت في الجزء الأوسط من الساحل. أي أن تشكل السحب لا يفسر الكميات الهائلة من جزيئات الدخان التي تراكمت في الطبقة العليا.
أما العامل الثاني، الذي سمح لجزيئات الدخان بالعثور على طريقها إلى الطبقة العليا، فهو أنماط الطقس في الشريط المحيط بالطرف الجنوبي لأستراليا، وهي إحدى أكثر المناطق رياحًا على وجه الأرض. وحملت الرياح العاصفة جزيئات الدخان نحو المحيط الهادئ، حيث اندمجت مع السحب التي رفعت الدخان بداخلها إلى الطبقة العليا.
وعندما عبرت الجسيمات طبقة التروبوبوز، اكتشفت عالمًا آخر. وإذا كانوا في الأسفل تحت رحمة تيارات هوائية مختلفة ومتعارضة، فإن الهواء في الطبقة العليا يتحرك بشكل منتظم وخطي ومتواصل، مما قادهم شرقًا - فوق المحيط، عبر أمريكا الجنوبية والمحيط الهندي، والعودة إلى أستراليا. يقول الدكتور هيرش: "لقد استنشقت الناس في تشيلي جزيئات الدخان التي وصلت من أستراليا".
يقول البروفيسور كورين: "بالنسبة للرجل العادي، بدا أن الهواء كان أكثر دفئًا وأن غروب الشمس كان أكثر احمرارًا من المعتاد". "لكن من الناحية العملية، يتم حجب ضوء الشمس، كما يحدث في الانفجارات البركانية. وبالتالي فإن النتيجة النهائية لتشتت جزيئات الدخان في الطبقة العليا هي تبريد الجو. ولا تزال العواقب على البيئة البحرية والمناخ غير واضحة".
ويضيف: "هناك دائمًا حرائق - في كاليفورنيا، وفي أستراليا، وفي المناطق الاستوائية". "قد لا نكون قادرين على وقف الحريق، ولكن يجب أن نفهم أن الموقع الدقيق الذي تشتعل فيه النيران له تأثير حاسم على التأثير المناخي".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
