تاثیر آلودگی بر جو قطب شمال
تاثیر آلودگی بر جو قطب شمال
مطالعه‌ای به رهبری محققان کالج دارتموث بر روی نمونه‌های یخی آلاسکا و گرینلند نشان داد که آلودگی هوا ناشی از سوخت‌های فسیلی به میزان زیادی به قطب شمال می‌رسد و می‌تواند شیمی بنیادی جو این منطقه دورافتاده را تغییر دهد. این یافته‌ها تأثیر گسترده انتشار گازهای گلخانه‌ای را نشان می‌دهد و بر اهمیت قوانین هوای پاک که می‌توانند این اثر را معکوس کنند، تأکید می‌کند.
بر اساس گزارشی که در مجله Nature Geoscience منتشر شده، تأثیر آلودگی بر قطب شمال از زمانی آغاز شد که استفاده گسترده از سوخت‌های فسیلی در عصر صنعتی رواج پیدا کرد. محققان این اثر را در جایی غیرمنتظره شناسایی کردند – آنها کاهش سطح ماده‌ای به نام اسید متان‌سولفونیک (MSA)، محصول جانبی فعالیت فیتوپلانکتون‌های دریایی را اندازه‌گیری کردند. این ماده در نمونه‌های یخی ثبت شده زمانی که آلودگی هوا افزایش یافت، کاهش پیدا کرد.
فیتوپلانکتون‌ها گونه‌های کلیدی در شبکه غذایی اقیانوسی و چرخه‌های کربن هستند و به عنوان نشانه‌ای از پاسخ اقیانوس به تغییرات آب و هوایی در نظر گرفته می‌شوند. MSA نیز به‌عنوان شاخصی برای کاهش بهره‌وری فیتوپلانکتون‌ها و در نتیجه به خطر افتادن اکوسیستم اقیانوسی استفاده می‌شود.
اما تیم تحقیقاتی دارتموث گزارش می‌دهد که حتی در محیط‌هایی با تعداد ثابت فیتوپلانکتون‌ها، MSA در حضور انتشارهای بالا از سوخت‌های فسیلی کاهش می‌یابد. مدل‌های آنها نشان داد که این آلودگی‌ها باعث می‌شود که مولکول اولیه‌ای که فیتوپلانکتون‌ها تولید می‌کنند – دی‌متیل سولفید – به جای MSA به سولفات تبدیل شود و در نتیجه، کاهش فریبنده‌ای در سطوح MSA رخ دهد.
کشف تغییرات ناگهانی در نمونه‌های یخی
محققان کاهش ناگهانی MSA را همزمان با آغاز صنعتی‌شدن شناسایی کردند. زمانی که اروپا و آمریکای شمالی در اواسط دهه ۱۸۰۰ شروع به استفاده گسترده از سوخت‌های فسیلی کردند، MSA در نمونه‌های یخی گرینلند کاهش یافت. تقریباً یک قرن بعد، همین شاخص در نمونه‌های یخی آلاسکا همزمان با صنعتی‌شدن گسترده آسیای شرقی کاهش پیدا کرد.
جیکوب چلیف، نویسنده اول این مطالعه و دانشجوی دکتری در آزمایشگاه اریش اوستر برگ، می‌گوید: “مطالعه ما نمونه‌ای برجسته از چگونگی تغییرات شدید آلودگی هوا بر شیمی جوی در هزاران مایل دورتر است. آلودگی منتشر شده در آسیا یا اروپا محدود به همان مناطق نمی‌شود.”
او ادامه می‌دهد: “با انتشار این حجم از آلودگی در جهان، ما فرآیندهای جوی را به‌طور بنیادین تغییر می‌دهیم. این واقعیت که مناطق دوردست قطب شمال این اثرات غیرقابل انکار انسانی را تجربه می‌کنند، نشان می‌دهد که هیچ نقطه‌ای از این سیاره از دسترس ما دور نمانده است.”
حل معمای MSA در قطب شمال
این مطالعه معمای چندین ساله‌ای در مورد اهمیت MSA را حل می‌کند. اوستر برگ، که سرپرستی استخراج هسته یخی ۷۰۰ فوتی از پارک ملی و منطقه حفاظت‌شده دنالی را بر عهده داشت، توضیح می‌دهد که این نمونه شامل هزار سال داده آب‌وهوایی است که به‌صورت حباب‌های گازی، ذرات و ترکیبات مختلف در یخ، از جمله MSA، محبوس شده است. برای قرن‌ها، MSA در هسته یخی دنالی تنها نوسانات جزئی داشت، “تا زمانی که در اواسط قرن بیستم به‌طور ناگهانی کاهش یافت.”
محققان در آزمایشگاه ICE اوستر برگ، که ابتدا توسط دیوید پلاشنسکی، همکار این تحقیق و فارغ‌التحصیل دارتموث، رهبری می‌شد، شروع به بررسی علت کاهش شدید سطح MSA در شمال اقیانوس آرام کردند. اوستر برگ و همکارش، بس کافمن، استاد کالج کلبی، فرضیه‌های زیادی را برای توضیح این کاهش آزمایش کردند. آنها ابتدا احتمال دادند که کاهش MSA نشانه‌ای از کاهش بهره‌وری دریایی باشد، “اما هیچ چیز جور در نمی‌آمد.”
چلیف زمانی که با اورسولا یانگبلود، یکی از همکاران تحقیقاتی و فارغ‌التحصیل دارتموث، در یک کنفرانس در سوئیس در سال ۲۰۲۲ دیدار کرد، پروژه را ادامه داد. آنها در مورد سوابق MSA در گرینلند و دنالی بحث کردند و نتیجه‌گیری کردند که کاهش MSA در دنالی به دلیل بهره‌وری دریایی نبوده و تغییرات شیمیایی در جو نقش دارد.
تأثیر آلودگی نیترات بر MSA
چلیف به بررسی تأثیر آلودگی نیترات پرداخت، ماده‌ای که معمولاً از سوخت‌های فسیلی منتشر می‌شود. او دریافت که تقریباً به‌طور همزمان با کاهش MSA در دنالی، نیترات افزایش یافته است. اتفاق مشابهی نیز در گرینلند رخ داده بود. چلیف می‌گوید: “در دنالی، MSA برای ۵۰۰ سال تقریباً ثابت بود، اما در سال ۱۹۶۲ به‌طور ناگهانی کاهش یافت. نیترات نیز روند مشابهی داشت اما به‌صورت معکوس – قرن‌ها ثابت بود و سپس ناگهان افزایش یافت. زمانی که این موضوع را دیدم، لحظه‌ای کشف بزرگ را تجربه کردم.”
پیامدهای پژوهش و نقش قوانین هوای پاک
نتایج نشان می‌دهد که آلودگی هوا از سوخت‌های فسیلی در اقیانوس‌های اطلس و آرام پخش می‌شود و تولید MSA را در قطب شمال مختل می‌کند. این یافته‌ها، علاوه بر رد فروپاشی گسترده اکوسیستم‌های دریایی، راهی جدید برای اندازه‌گیری آلودگی در جو، به‌ویژه در مناطق بدون منابع آشکار انتشار آلودگی، ارائه می‌دهند.
اوستر برگ می‌گوید: “فروپاشی اکوسیستم‌های دریایی به‌عنوان توضیحی برای این کاهش‌های MSA کارساز نبود و این دانشمندان جوان توانستند به حقیقت پی ببرند. برای من، این یک روش جدید برای درک چگونگی تأثیر آلودگی بر جو است.”
خبر خوب این است که آلودگی هوا می‌تواند تأثیرات خود را متوقف کند. داده‌های گرینلند نشان می‌دهد که زمانی که قوانین آلودگی هوا در اروپا و آمریکا سخت‌گیرانه‌تر شد، جو محلی شروع به تثبیت کرد. در دهه ۱۹۹۰، MSA با کاهش آلودگی نیتروژن دوباره افزایش یافت، چرا که اکسیدهای نیتروژن، نوعی از آلودگی که بر MSA تأثیر می‌گذارد، ظرف چند روز از بین می‌روند.
اوستر برگ اضافه می‌کند: “این داده‌ها نشان می‌دهد که قوانین می‌توانند آلودگی هوا را کاهش دهند و هنگامی که منبع آلودگی قطع می‌شود، تأثیر فوری دارد. نگرانی من این است که جوان‌ترها به دلیل بحران محیط‌زیستی ناامید شوند، زیرا همواره خبرهای بدی می‌شنویم. فکر می‌کنم مهم است که وقتی خبرهای خوبی داریم، آنها را نیز اعلام کنیم. در اینجا، می‌بینیم که قوانین می‌توانند مؤثر باشند.”
دیدگاهتان را بنویسید