أين تذهب الطحالب بعد موتها؟

اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم أن جزيئات الطحالب الميتة قد تنطلق في الغلاف الجوي، وتشجع على تكوين السحب وتحول إشعاع الشمس عن الأرض

هل يؤدي موت الطحالب وحيدة الخلية في المحيط إلى زيادة مبيعات مظلات الشاطئ؟ اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم أنه عندما تموت الطحالب (العوالق النباتية) نتيجة عدوى فيروسية، فإن بقاياها تنطلق في الغلاف الجوي بمعدل متزايد ويمكن أن تؤدي إلى تغيير في خصائص السحب وتقليل في وهج الشمس. في الدراسة التي نشرت مؤخرافي المجلة العلمية iScienceويرى العلماء أن هذه الظاهرة قد تكون أحد العوامل المؤثرة على حالة الغلاف الجوي للأرض.

البروفيسور إيلان كورين، د. ميري ترينيك و أ.د. يانون روديتش من قسم علوم الأرض والكواكب، ود. عساف فيردي من قسم علوم النبات والبيئة يسمى نوع من العوالق النباتية إميليانيا هكسليي. هذا النوع مسؤول عن أزهار واسعة النطاق تنتشر بسرعة على سطح الماء وتختفي بسرعة بعد بضعة أسابيع. وفي دراسة سابقة، أظهر الباحثون أن الازهار يختفي بسبب تأثير فيروس خاص بهذه الطحالب، والذي ينتشر بسرعة بمساعدة نظام الرياح فوق المحيط. وفي الدراسة الحالية، سعى الفريق إلى فحص ما إذا كانت الطحالب - أو ما تبقى منها بعد الهجوم الفيروسي - تحملها الرياح أيضًا.

الجنس إميليانيا هكسليي ينتمي إلى مجموعة المكورات الحجرية - العوالق النباتية المغطاة بأصداف كربونات الكالسيوم التي تشبه الدانتيل. عندما تموت خلايا العوالق بعد عدوى فيروسية، تغوص العديد من الأصداف في قاع المحيط وتشكل عنصرًا مهمًا في دورة الكربون. ومع ذلك، افترض الباحثون أن بعض بقاياها تنبعث في الغلاف الجوي إلى جانب الملح وجزيئات أخرى، والتي تشكل معًا رذاذ رذاذ البحر. تنبعث هذه الجسيمات إلى الغلاف الجوي بعد انفجار الفقاعات التي تتشكل على سطح الماء. عند وصوله إلى الغلاف الجوي، يعكس الهباء الجوي الضوء ويحرك إشعاع الشمس بعيدًا عن وجه الأرض؛ كما أنها تنتج نوى يمكن أن تتكثف حولها قطرات السحب.

قد تشكل جزيئات المواد، مثل كربونات الكالسيوم، ركيزة للتفاعلات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي، وقد تساهم بشكل كبير في كمية الإشعاع العائدة إلى الفضاء، لأنها تعكس الضوء وتقلل من تدفق الإشعاع الشمسي الذي يمتصه الغلاف الجوي. بحر."

من اليمين: البروفيسور عساف فاردي، الدكتورة ميري ترينيك والبروفيسور إيلان كورين. سقط في المحيط

لفهم كيفية مساهمة العوالق النباتية في هذه العملية، كانت الخطوة الأولى هي زراعتها في المختبر. وقام الدكتور ترينيك وفريقه بزراعة الطحالب الصغيرة في خزانات كبيرة من مياه البحر، وأصابوها بالفيروس. وفي وقت لاحق، أثناء غلي الماء، قام الباحثون بتصفية الهواء فوق الخزان لالتقاط الجزيئات المنبعثة ودراستها. ووجد الباحثون أن تدفق جزيئات العوالق النباتية المنبعثة من العينات المصابة كان أقوى بكثير من التدفق من الطحالب السليمة. بالإضافة إلى ذلك، في الحالات الملصقة، كانت الجزيئات أكبر بكثير. وبدلاً من الجسيمات التي يصل حجمها إلى ميكرون، وجدوا أن العوالق النباتية تبقى بحجم يصل إلى أربعة ميكرون - ربما بسبب الكثافة النوعية المنخفضة للأصداف التي تسمح لها بالطيران بسهولة. يقول البروفيسور فيردي: "يبدو بعضها مثل المظلات أو الأشكال البيضاوية المجوفة؛ فهي تحتوي على هياكل معقدة مصنوعة من كربونات الكالسيوم مع مساحات داخلية كبيرة تساهم في مدة بقائك في الغلاف الجوي." وحسب الفريق أن معدل ترسب هذه الجسيمات قد يكون أبطأ بمقدار 25 مرة من جزيئات ملح البحر الأكثر كثافة الموجودة في الهباء الجوي.

خلال رحلة بحثية إلى مضايق النرويج في الصيف الماضي، جمع العلماء عينات من المياه في أكياس ضخمة، بهدف مراقبة ليس فقط الكائنات الحية التي تعيش في الماء، ولكن أيضًا الهباء الجوي الذي تنتجه أثناء تطور أزهار المكورات الحجرية وديناميكياتها. من الإصابة بالفيروس. ويخطط الباحثون لاستخدام هذه النتائج لتحديد طبيعة الدورات الطبيعية في الغلاف الجوي للمواد المشتقة من العوالق النباتية. ونظرًا لأن أزهار العوالق النباتية تميل إلى أن تكون أكثر كثافة بالقرب من الساحل، يعتقد الباحثون أن التأثيرات الجوية لهذه الأزهار ستكون محسوسة بشكل أكبر في هذه المناطق.

"قد تشكل جزيئات المواد، مثل كربونات الكالسيوم، ركيزة للتفاعلات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي، وقد تساهم بشكل كبير في كمية الإشعاع العائدة إلى الفضاء، لأنها تعكس الضوء وتقلل من تدفق الإشعاع الشمسي الذي يمتصه البحر"، يؤكد البروفيسور كورين. يقول الدكتور ترينيك: "على الرغم من أن هذا البحث ركز على نوع واحد وفيروسه، فإننا نتعلم في سياق أوسع أن حالة الغلاف الجوي تعتمد إلى حد كبير على التفاعلات اليومية في المحيط بين الكائنات الصغيرة والفيروسات والبكتيريا". .