كشفت دراسة لـ CERN أن الجزيء العضوي من الأشجار يتفوق في زرع السحب

كشفت دراسة لـ CERN أن الجزيء العضوي من الأشجار يتفوق في زرع السحب

الطابع الزمني: 5 أكتوبر 2023 11:20 صباحًا
عقدة المصدر: 2311142

لبنى دادا
خبيرة السحاب: وجدت لبنى دادا وزملاؤها أن السيسكيتربينات لديها القدرة على لعب دور مهم في تكوين السحاب. (بإذن من معهد بول شيرير/ماركوس فيشر)

يمكن لمجموعة من المركبات العضوية التي تطلقها الأشجار أن تلعب دورًا أكبر بكثير في تكوين السحب مما كان يُعتقد سابقًا. وهذا هو الاستنتاج لبنى دادا في معهد بول شيرير في سويسرا وفريق دولي، الذين يقولون إن رؤاهم يمكن أن تلعب دورًا حاسمًا في التنبؤ بمستقبل مناخ الأرض.

عندما تتعرض الأشجار للضغط، فإنها تطلق جزيئات عضوية تتفاعل مع الأوزون وجذور النترات والمركبات الأخرى في الغلاف الجوي. تخلق هذه التفاعلات جزيئات صلبة صغيرة تسمى المركبات العضوية منخفضة التطاير (ULVOCs).

في بعض الحالات، يمكن أن تنمو المركبات ذات المركبات فائقة الصغر (ULVOCs) بشكل كبير بما يكفي لتتكثف قطرات الماء على أسطحها، مما يشجع على تكوين السحب. للسحب تأثيرات كبيرة على مناخ الأرض، والعديد منها غير مفهوم جيدًا. ولذلك، لا يمكن التغاضي عن فهم تأثير المركبات ذات المركبات فائقة الصغر (ULVOCs) في نماذج المناخ العالمية.

أهم الجزيئات المشاركة في تكوين ULVOC توجد في ثلاثة أنواع من الهيدروكربونات تسمى الأيزوبرين، والمونوتربين، والسيسكيتربين. ومما يزيد الأمور تعقيدًا أن العلماء يعتقدون أن تغير المناخ يغير الآن انبعاثاتها في الغلاف الجوي.

زيادة التركيز

يوضح دادا أن "تركيز التربين يتزايد لأن النباتات تطلق المزيد منه عندما تتعرض للإجهاد - على سبيل المثال عندما تكون هناك زيادة في درجات الحرارة والظروف الجوية القاسية ويكون الغطاء النباتي أكثر عرضة للجفاف".

من خلال الأبحاث السابقة، أصبح لدى علماء المناخ الآن فهم قوي لكيفية تأثير المستويات المتزايدة من الأيزوبرين والمونوتربين على تكوين السحب العالمية - مما يساعدهم على تقديم تنبؤات أفضل حول مستقبل مناخ الأرض.

حتى الآن، ثبت أن دور السيسكيتربينات أصعب بكثير في تحديده. يقول دادا: "يرجع هذا إلى صعوبة قياسها". "أولاً لأنها تتفاعل بسرعة كبيرة مع الأوزون، وثانيًا لأنها تحدث بشكل أقل تكرارًا من المواد الأخرى."

على الرغم من انخفاض انبعاثها، فإن هذه الجزيئات أكثر عرضة من الأيزوبرين والمونوتربين لتشكيل الجسيمات الكبيرة اللازمة لتكوين السحب. في النهاية، هذا يعني أن الفهم الأعمق لدور السيسكيتربين في تكوين السحابة سيكون أمرًا حاسمًا لتحسين نماذجنا لمناخ الأرض.

غائم في CERN

في دراستهم، اكتشف فريق دادا قدرة السيسكيتربينات على تكوين مركبات ULVOC باستخدام الكونيات تترك قطرات في الهواء الطلق غرفة (CLOUD) في CERN في جنيف. هناك، يمكن للباحثين محاكاة الظروف الجوية المختلفة التي تشارك في تكوين السحب.

"على مسافة 30 مترًا تقريبًا3تعتبر غرفة المناخ المغلقة هذه هي الأنقى من نوعها في جميع أنحاء العالم. "إنه نقي جدًا لدرجة أنه يسمح لنا بدراسة السيسكيتربينات حتى عند التركيزات المنخفضة المسجلة في الغلاف الجوي"، يوضح دادا.

بدءًا من خليط من الأيزوبرين والمونوتربين فقط، قام الفريق بقياس مدى تغير معدلات تكوين السحب داخل الحجرة مع زيادة تركيز السيسكويتيربين. وكان التأثير فوريا. حتى عندما كان السيسكويتيربين يتكون من 2% فقط من الخليط داخل حجرة السحابة، فإن إنتاجه المتزايد من المركبات فائقة الصغر (ULVOCs) قد ضاعف بالفعل معدل تكوين السحابة.

وكما يوضح دادا: "يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن جزيء السيسكيتربين يتكون من 15 ذرة كربون، في حين أن التربينات الأحادية تتكون من عشر ذرات فقط والأيزوبرين خمس ذرات فقط". مع ارتفاع وزنه الجزيئي، يعتبر السيسكويتيربين أقل تقلبًا بكثير من الجزيئين الآخرين، مما يسمح له بالتجمع بسهولة أكبر في جزيئات صلبة.

تظهر النتائج أن تأثير السيسكويتيربين على تشكل السحابة يجب أن يتم تضمينه في نماذج المناخ العالمية المستقبلية. يأمل دادا وزملاؤه أن تسمح دراستهم لعلماء المناخ بوضع تنبؤات أفضل حول كيفية تغير تكوين السحب وتأثيرها على الغلاف الجوي للأرض مع استمرار ارتفاع حرارة الكوكب.

بناءً على تقنياتهم، يهدف الباحثون الآن إلى الحصول على صورة أوسع لكيفية تأثر المناخ بالفعل بانبعاثات المركبات الأخرى التي يصنعها الإنسان. "بعد ذلك، نريد نحن وشركاؤنا في CLOUD التحقيق في ما حدث بالضبط أثناء التصنيع،" يوضح عضو الفريق، عماد الحداد. "في هذا الوقت، أصبح الغلاف الجوي الطبيعي مختلطًا بشكل متزايد بالغازات البشرية المنشأ مثل ثاني أكسيد الكبريت والأمونيا وغيرها من المركبات العضوية البشرية المنشأ."

تم وصف البحث في علم السلف.

الطابع الزمني:

اكثر من عالم الفيزياء