باروری اقیانوس ها می تواند گرمایش زمین را کاهش دهد؟ - وبلاگ عینک آفتابی مردانه

به گزارش وبلاگ عینک آفتابی مردانه، ذرات آهن حاصل از فعالیت های صنعتی که وارد اقیانوس ها می شوند و بر اکوسیستم های آبی تأثیر می گذارند، می توانند راه حلی برای کاهش گرمایش زمین باشند.

زومیت نوشت: ذرات آهنی که در اثر فعالیت های صنعتی انسانی آزاد می شوند، نمونه ای از آلودگی هایی هستند که وارد اتمسفر شده و درنهایت وارد دریا می شوند. اکنون پژوهشی جدید نشان می دهد که این ذرات در مقادیری بیش از آنچه قبلا پژوهشگران برآورد نموده اند، درحال تجمع در اقیانوس ها هستند و قابلیت حل شدن آن نیز در آب اقیانوس بیش از تصور دانشمندان است. پیامدهای این مسئله هنوز آشکار نیست؛ اما به عقیده دانشمندان ارزش آنالیز کردن دارد.

آهن یکی از مواد مغذی کلیدی است که پلانکتون های موجود در اقیانوس ها برای بقا به آن احتیاج دارند. در مناطقی که سطح آهن محدود است، افزودن آهن بیشتر به آب می تواند موجب تقویت رشد پلانکتون ها گردد و هم زنجیره غذایی دریایی و هم برداشت کربن از طریق اقیانوس را تغییر دهد. درحقیقت، این پدیده، اساس یک ایده بحث برانگیز مهندسی زمین است که بعضی از دانشمندان برای مبارزه با تغییرات اقلیمی آن را پیشنهاد نموده اند. این ایده که با عنوان بارآوری آهن شناخته می گردد، شامل افزودن آهن به مناطق دورافتاده خاصی از اقیانوس ها است که در آن مقدار ماده مغذی آهن کم است. انجام چنین کاری می تواند موجب تقویت رشد پلانکتون هایی گردد که به طور طبیعی کربن دی اکسید را جذب می نمایند.

شکوفایی فیتوپلانکتون ها در دریای بارنتز

هنگامی که فیتوپلانکتون ها می میرند، آن هایی که از طریق دیگر جانوران خورده نمی شوند، در آب فرورفته و در بستر دریا به دام می افتند و کربن ذخیره شده را در آنجا به خوبی نگه داری می نمایند. تا به امروز، گروه های پژوهشی مختلفی آزمایش های متعددی برای بارآوری آهن در مقیاس کوچک انجام داده اند که نتایج مختلفی به دنبال داشته اند. بعضی از مطالعات نشان می دهد که اثرات ذخیره سازی کربن در این روش درخورتوجه است. در همین زمان، بعضی کارشناسان از این موضوع نگران اند که بارآوری آهن ممکن است پیامدهای پیش بینی نشده ای در ارتباط با اکوسیستم های دریایی داشته باشد. بعضی نیز می گویند پژوهش های بیشتری باید انجام گردد؛ اما نتایج مطالعه جدید نشان می دهد که انسان ها از مدت ها قبل به صورت غیرعمدی این کار را انجام داده اند، هرچند اینکه آیا این مداخله دارای اثر قابل توجهی روی اکوسیستم دریایی یا ذخیره کربن بوده است، هنوز آشکار نیست.

مطالعه حاضر تحت راهنمایی تیم کانوی از دانشگاه فلوریدای جنوبی با هدف آنالیز تفاوت بین ورودی آهن حاصل از منابع طبیعی و آهن حاصل از فعالیت های انسانی اجرا شده است. دانشمندان مدت ها است می دانند که گردوغبار حاصل از صحرای بزرگ آفریقا که از طریق باد به دریا منتقل می گردد، غنی از آهن بوده و این عنصر را به میزان زیادی وارد اقیانوس می نماید. اعتقاد بر این است که ورودی آهن از منابع انسانی مانند سوخت های فسیلی و دیگر فعالیت های صنعتی خیلی کمتر باشد. مطالعه جدید این موضوع را با تجزیه وتحلیل نمونه های آهن موجود در اقیانوس اطلس شمالی مورد آنالیز قرار می دهد.

آهن حاصل از فعالیت های صنعتی انسانی و آهن موجود در ذرات گردوغبار صحرا ازنظر شیمیایی اندکی با هم اختلاف دارند (این اختلاف به ایزوتوپ های آهن مربوط است). نتایج تجزیه وتحلیل ها نشان می دهد که میزان آهن حاصل از منابع انسانی احتمالا به طور درخورتوجه ای بالاتر از چیزی است که در مطالعات پیشین برآورد شده بود. این مطالعه همچنین نشان می دهد که ورودی های آهن ناشی از فعالیت های انسانی احتمالا نسبت به آهن حاصل از منابع طبیعی بهتر در آب حل شده و موجب می شوند که دسترسی به آن ها برای پلانکتون های گرسنه بیشتر گردد.

پژوهشگران از مشاهدات خود برای اصلاح مدل های مورد استفاده برای شبیه سازی وضعیت اقیانوس های دنیا استفاده کردند. نتایج شبیه سازی های جدید نشان می داد که این یافته ها فقط درمورد اقیانوس اطلس مصداق ندارند: ورودی های آهن حاصل از فعالیت های انسانی در بخش های دیگر دنیا ازجمله مناطق دارای سطح آهن محدود در اقیانوس آرام نیز از آنچه تصور می شد، بالاتر است. این امر مهم است؛ زیرا به نظر می رسد بخش هایی از اقیانوس نسبت به دیگر بخش ها دربرابر بارآوری آهن حساس تر باشد. برای مثال در اطلس شمالی، رشد فیتوپلانکتون ها عمدتا از طریق مواد مغذی غیر از آهن محدود می گردد؛ یعنی افزودن آهن بیشتر به آب اقیانوس موجب تقویت رشد این ارگانیسم ها نخواهد شد. ازسوی دیگر، در مکان هایی مانند بخش استوایی و شمالی اقیانوس آرام و اقیانوس جنوبگان به احتمال زیاد آهن یک عامل محدودنماینده باشد. اگر در این مکان ها ورودی آهن افزایش پیدا کند، به خصوص اگر آن آهن به سادگی در آب حل گردد، ازنظر تئوری رشد جوامع پلانکتون می تواند افزایش پیدا کند. داگلاس همیلتون یکی از پژوهشگران این مطالعه می گوید: این تأثیرات در آینده همان طور که رشد بخش صنعت در سرتاسر قاره آسیا و بخش هایی از نیمکره جنوبی موجب افزایش آلودگی هوا می گردد، برجسته تر خواهد شد.

البته هنوز هم مشخص نیست که آهن حاصل از فعالیت های انسانی چه اثراتی دارد. بر این اساس، نخستین گام این است که با استناد به مشاهدات واقعی به طور دقیق مشخص کنیم که ورودی های آهن انسانی در مناطقی به جز شمال اقیانوس اطلس تا چه حد است. اکنون پژوهش جدید چارچوبی برای انجام چنین کاری مهیا می نماید. پس از آن، با نظارت گسترده، می توان مشخص کرد که آیا این مناطق دچار تغییرات اکولوژیکی مانند افزایش در فیتوپلانکتون ها شده اند. با این حال، ممکن است سخت باشد که چنین تغییراتی را که در اثر افزایش در بارآوری آهن اتفاق افتاده است، از دیگر اختلالات محیطی مانند گرم شدن اقیانوس ها در اثر تغییرات اقلیمی جدا کرد. به عبارت دیگر، حتی اگر انسان ها درحال مشارکت در یک آزمایش تصادفی بارآوری آهن باشند، مشخص اثرات دقیق حاصل از این فرایند روی زمین، مسئله چالش برانگیزی خواهد بود. با این حال، همیلتون امیدوار است که در آینده راه هایی برای پرداختن به این پرسش پیدا گردد. او درحال کار روی بهبود مدل های شبیه سازی تولیدپذیری پلانکتون ها در اقیانوس است. چیزی که به دانشمندان یاری خواهد نمود تا درمورد نحوه تأثیر تغییر در شیمی اقیانوس روی سیستم های آبی درک بهتری به دست آورند.

یک راهکار زمین مهندسی

پژوهشگران حداقل 15 سال است که به آنالیز اثرات ممکن بارآوری آهن به عنوان شکلی از مهندسی زمین مشغول اند. در این رابطه گروه های پژوهشی متعددی حداقل 13 آزمایش را در محیط های کنترل شده و طبیعی انجام داده اند. دانشمندان هنوز هم بر سر این موضوع که این فرایند تا چه حد برای مقابله با تغییرات اقلیمی سودمند است، در حال بحث هستند. طبق گزارش یک مطالعه مروری: مطالعات به طور کلی نشان داده اند که بارآوری آهن موجب تقویت رشد پلانکتون ها در آب های دارای محدودیت آهن می گردد.

اقیانوس دورافتاده جنوبگان منطقه ای است که بیشتر پژوهشگران آن را برای بارآوری آهن مناسب شمرده اند؛ اما این مسئله که دقیقا چه مقدار کربن در بستر اقیانوس ذخیره خواهد شد، آشکار نیست. بعضی پژوهش ها نشان داده اند اثرات برداشت کربن محدود هستند درحالی که بعضی دیگر این اثر را درخورتوجه خوانده اند. به گفته کریستین کلاس که در آزمایش های بارآوری آهن گذشته مشارکت داشته است، حتی در بهترین سناریو کل تأثیر اقلیمی حاصل از بارآوری آهن کم خواهد بود. او می گوید: برآوردهای تقریبی از مقدار کربنی که می توان با بارآوری آهن در اقیانوس جنوبگان به دام انداخت، حدود یک گیگاتن بر سال است و میزان انتشارات فعلی حدود 11 گیگاتن بر سال است؛ یعنی حدود ده درصد از کربنی که امروزه در حال انتشار آن هستیم. این بدان معنا است که بارآوری آهن مانند دیگر اشکال مهندسی زمین راهکاری برای مشکل تغییرات اقلیمی نیست. این یک ابزار بالقوه است که می تواند موجب کاهش سریع تر انتشارات کربنی گردد اما برای کاهش سریع انتشار گازهای گلخانه ای در دنیا راهکار مناسبی نیست.

ایده بارآوری آهن خالی از مجادله نبوده است. بعضی از کارشناسان هشدار داده اند که تقویت رشد فیتوپلانکتون ها می تواند منجر به پیامدهای ناخواسته ای مانند رشد جلبک های سمی یا تغییرات غیرمنتظره در زنجیره غذایی دریایی گردد. دیگر دانشمندان ازجمله کلاس به این نکته اشاره می نمایند که مکان های ایده آل افزودن آهن مانند اقیانوس جنوبگان اصلا از بسیاری از گونه های سمی حمایت نمی نمایند.

ایده بارآوری آهن در سال های اخیر پس از اینکه راس جورج کارآفرین آمریکایی یک آزمایش بارآوری را انجام داد و در آن حدود 100 تن سولفات آهن را دور از سواحل بریتیش کلمبیا در اقیانوس آرام خالی کرد، بحث برانگیز شد. هدف این پروژه تقویت جمعیت سالمون ازطریق تأثیر روی زنجیره غذایی دریایی بود. امروزه آزمایش های بارآوری آهن تحت مقررات خاص کنوانسیون لندن درزمینه پیشگیری از آلودگی دریایی قرار داد. این موضوع که آیا دانشمندان باید این کار را ادامه دهند یا نه، همچنان در میان کارشناسان مورد بحث است.

کریستین کلاس حامی ادامه پژوهش است. کوشش های فعلی برای کاهش انتشارات گازهای گلخانه ای دنیا به آن اندازه سریع نیست که بتواند اهداف اقلیمی توافق نامه پاریس را برآورده سازد، به همین خاطر، احتمالا به نوعی مهندسی زمین نیز برای جلوگیری از روند افزایش دما احتیاج است. او از میان گزینه های متعدد مهندسی زمین که تاکنون پیشنهاد شده است، بارآوری آهن را یکی از بهترین گزینه ها و فرایندی نسبتا آسان است، می داند. ازطرف دیگر، همیلتون معتقد است که اصلا نباید چنین کاری انجام داد. او می گوید: من فکر می کنم تاریخ به ما نشان داده است که وقتی ما آغاز به مداخله در محیط می کنیم، رویدادهایی رخ می دهد که ما آن ها را درنظر نگرفته بودیم. در این سیستم، ناشناخته های زیادی وجود دارد. همین وضعیت مطلقا درمورد هر گزینه مهندسی زمینی که ما در حال حاضر در آن مورد صحبت کنیم نیز درست است.

او به این مطلب نیز اشاره می نماید از آن جایی که فعالیت صنعتی به صورت غیرعمدی موجب بارآوری آهن می گردد، مطالعه جدید ممکن است نقطه آغاز خوبی برای درک اثرات فعلی آن روی اقیانوس های دنیا باشد: قبل از این مطالعه ما راهی برای اندازه گیری نقش عنصر انسانی در محل واقعی نداشتیم. برای اینکه بتوانیم تأثیر مداخلات انسانی را بر سیستم درک کنیم، باید بتوانیم آن را اندازه گیری کنیم. در حال حاضر، ایده بهینه این است که ما این تأثیر را در مناطقی که می دانیم دربرابر تغییر در میزان انتشارات آهن ناشی از فعالیت های انسانی حساس تر هستند، اندازه گیری کنیم تا متوجه شویم که ما تا چه حد موجب آشفتگی در آن سیستم شده ایم.

2121