لماذا يدرس القمر الصناعي المناخي الجديد التابع لناسا السحب والطحالب النباتية

(SeaPRwire) –   إذا كنت تحاول اكتشاف العوالق النباتية، فإن القرب الشديد يعد مفيدًا. العوالق النباتية هي من بين أصغر أشكال الحياة التي تعيش في المياه العذبة والمالحة، ويمكن أن يبلغ حجمها ميكرومترًا واحدًا أو جزءًا من مليون متر. ولكن يمكن للأشياء الصغيرة أن يكون لها تأثير كبير. يمكن أن تتسبب طحالب العوالق النباتية، التي هي في الواقع شكل من أشكال الطحالب الدقيقة، في انتشار أميال مما يتسبب في أحيانًا في أضرار كارثية لمصايد الأسماك والشواطئ وإمدادات مياه الشرب والنظم البيئية المائية بأكملها. لتتبع مثل هذه الآفة المتفشية، عليك أن تقف على مسافة 675 كم (420 ميل). هذا هو الارتفاع الذي سيدور فيه قمر ناسا الاصطناعي الجديد – اختصار لـ Plankton، Aerosol، Cloud، وocean Ecosystem – بعد إطلاقه المخطط له في 6 فبراير.

رسميًا، سيواصل PACE أكثر من الذي بدأته ناسا في عام 1978 عندما أطلقت ، وهي أول مركبة فضائية يتم بناؤها لمراقبة العوالق النباتية في ودراسة دورها الأوسع في التأثير على البيئة. ولكن بما يتناسب مع العصر الحديث حيث نعرف الكثير عن العلوم البيئية ككل وتغير المناخ على وجه الخصوص، فإن PACE هي سفينة أكثر ذكاءً ورشاقة، ومن شأنها أن تأخذ نبض الكوكب بطريقتين مهمتين.

وستتطرق الأولى مباشرة إلى مسألة العوالق النباتية، وبالنسبة للحكومة والصناعة وعلماء البيئة، فهي مهمة لعدد من الأسباب. في بعض الأحيان يمكن أن تكون السجادات الحية الكبيرة – تمتص الكربون من الغلاف الجوي وتثبيته في قاعدة السلسلة الغذائية، حيث يمكن للكائنات الحية الأخرى الأكبر أن تتغذى عليها. لكن السموم التي تنتجها الطحالب يمكن أن تقتل الأسماك والحياة المائية الأخرى، وفي البشر الإسهال والشلل والدوخة وفقدان الذاكرة وخلل وظائف الكبد والتقيؤ والخدر.

ويقول جيريمي وير ديل، عالم مشروع مهمة PACE ، “نحن بحاجة إلى أعين في السماء على ذلك لأن [العوالق النباتية] تنمو بسرعة كبيرة، وذلك على مدار ساعات إلى أيام”. “إنهم أيضًا في سائل يدور وثلاثي الأبعاد، لذلك إذا لم تراهم اليوم، فمن المحتمل أن يكونوا موجودين غدًا.”

ليس مسح العوالق النباتية هو كل ما سيفعله PACE. هناك عامل بيئي ثانٍ مترابط يمكن أن يؤثر على تغير المناخ، وهو الهباء الجوي في الغلاف الجوي – السحب العائمة من دخان حرائق الغابات وغبار الصحراء والرماد البركاني والضباب الصناعي الحضري وحتى ملح البحر الذي تبخر مع مياه المحيط وصعد إلى السماء. يخلق الهباء الجوي نوعًا من الظل العائم الذي يمكنه، حسب لونه وتركيبه وحجم الجسيمات، إما امتصاص الطاقة الشمسية الواردة – وبالتالي تفاقم الاحتباس الحراري – أو عكسها إلى الفضاء، وبالتالي خفض درجة الحرارة.

ويقول وير ديل: “لن أستخدم مصطلح تأثير الاحتباس الحراري”. “هذا مخصص عادةً للغازات وليس الجسيمات. لكن المبدأ هو نفسه بمعنى أنه ينطوي على توازن معين للإشعاع.”

PACE، الذي سيصعد على متنه ، والمقرر إطلاقه في 6 فبراير في الساعة 1:33 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة، هو آلة صغيرة نسبيًا حيث تعمل الأقمار الصناعية – يبلغ وزنها 1700 كجم (3750 رطلاً) ويبلغ ارتفاعها 1.5 مترًا (4.9 قدمًا). يمكن لوكالة ناسا الاستغناء عن إبقاء PACE مضغوطًا لأن القمر الصناعي يحمل قطعتين فقط من الأجهزة العلمية: (OCI) و .

وكما يوحي اسمها، فقد صُمم OCI لقياس لون مياه المحيط، وإجراء تمييز دقيق للغاية بين الأطوال الموجية المختلفة في الطيف لتحديد التركيب الكيميائي لمناطق مختلفة وبالتالي أنواع الكائنات الحية التي تسمي تلك المناطق بالموطن، وخاصة أنواع مختلفة من العوالق النباتية. تأتي أنواع مختلفة من الطحالب بدرجات مختلفة، عادةً خضراء أو زرقاء، ولكن أيضًا، والأكثر خطورة، باللون الأحمر. هذا الأخير قادر على إنتاج ما يسمى ، والتي تطلق سمومًا شديدة الثبات تنتقل إلى السلسلة الغذائية حيث تستهلكها الأسماك الأصغر، والأسماك الأكبر تأكل الأسماك الأصغر، وهكذا دواليك. وهذا بالطبع بافتراض أن الأسماك الأصغر تعيش، واعتمادًا على تركيز السموم التي تستهلكها، فإنها غالبًا لا تعيش. أحد المد الأحمر قبالة فلوريدا في عام 2021 تسبب في نفوق أعداد كبيرة من الأسماك على شواطئ خليج تامبا.

ويقول وير ديل: “يقيس PACE الطيف الكامل للألوان” “من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة. هذه معلومات جديدة تسمح لنا ليس فقط بقول إننا نرى العوالق النباتية، ولكن ما هي مجموعة العوالق النباتية التي ينتمون إليها. ”

يعد التمييز بين الكائنات الحية أمرًا مهمًا لأن العوالق النباتية ليس لديها فقط مستويات متفاوتة من السمية ولكن أيضًا عملية الأيض والحجم المتفاوت. ستساعد هذه البيانات العلماء على فهم كيفية حجز المحيطات للانبعاثات أو إطلاقها. يمتص بعض العوالق النباتية الكربون أكثر من غيرها – يمتصه من الغلاف الجوي ويقلل من قدرته على التسبب في الاحتباس الحراري ؛ بعضها أكبر – وبالتالي يغرق بشكل أسرع وأبعد – ويحجز الكربون الذي تجمعه في عمق عمود الماء. تطلق العوالق النباتية أيضًا غازات في الهواء، مما يمنح القطرات الدقيقة من الماء في الغلاف الجوي شيئًا حولها يمكنه التكاثف، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين السحب. هذه بدورها تعكس أشعة الشمس التي تسخن الكوكب. يقول وير ديل: “الكائنات الحية هي حقًا قطع مهمة من اللغز”. والهدف الأطول أجلًا هو معرفة المزيد عن دورة تبادل الغاز والسحابة في المحيط والغلاف الجوي وفهم أفضل لكيفية تغيرها لمناخنا.

تدرس الاستقطاب القطعة الأخرى، حيث تنظر إلى الهباء الجوي في الغلاف الجوي – بشكل أساسي عن طريق قياس تذبذب ضوء الشمس أثناء مروره عبر الهواء. هذه منطقة بحث أساسية – وغير مكتملة في الوقت الحالي. على غرار معظم الرسومات العلمية، فإن الرسومات التي نشرتها الأمم المتحدة تتضمن ما يسمى بالأشرطة الخطأ للإشارة إلى درجة عدم اليقين في أي مجموعة من البيانات. ويقول وير ديل “لدى الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ أرقام تفصل بين المساهمات المختلفة للأشياء التي يمكن أن تسخن وتبرد الغلاف الجوي”، “والآن، أكبر أشرطة خطأ موجودة في توزيعات الهباء الجوي الناتج عن الأنشطة البشرية”.

وهو وبقية فريق PACE يهدفون إلى إصلاح ذلك، وجمع البيانات التي ستساعد علماء البيئة على دراسة الهباء الجوي وجمع الأدلة لتحديد وتيرة وحدة تغير المناخ في المستقبل