خاک ؛ قربانی شماره یک تغییرات جوی

در این زمینه تحقیقات تازه دانشمندان نشان داده است بشر برای این‌که متوجه نتایج شوم دستکاری در ثبات و پایداری محیط‌ زیست زمین باشد، نیازی به جستجو در آسمان و اتمسفر زمین ندارد بلکه باید ردپای تغییرات جوی و اثرات نامطلوب آن بر حیات را در زمین دنبال کند نه‌‌جای دیگر.

دانشمندان دانشگاه تورنتو بتازگی جزییات کامل تحقیقاتی را در نشریه علوم جغرافیایی طبیعی منتشر کرده‌اند که نشان می‌دهد براستی فرآیند گرمایش زمینی به ایجاد تغییرات مهمی در ساختار مولکولی مواد ارگانیکی موجود در خاک زمین منجر می‌شود. این تغییرات که می‌تواند در خاک نقاط گسترده‌ای از زمین صورت گیرد از جمله خطرناک‌ترین پیامدهای گرمایش زمین به حساب می‌آید.

میرنا جی سیمپسون، محقق اصلی این پروژه و دانشیار دپارتمان شیمی محیط‌ زیستی در دانشگاه تورنتو می‌گوید: خاک دربرگیرنده بیش از 2 برابر حجم کربن موجود در اتمسفر زمین است، اما تاکنون دانشمندان به اندازه‌گیری دقیق این اقیانوس عظیم از کربن نپرداخته‌اند. اما اکنون ما برنامه‌های گسترده‌ای برای جبران این کمبود داریم و امیدواریم با استفاده از آنها پرده از راز تغییرات مخرب جوی بر زمین و خاک آن برداریم.

این محقق ادامه می‌دهد: از طریق تحقیقاتی که بسیار به آن امید بسته‌ایم، جستجویی را آغاز کرده‌ایم که در قالب آن به بررسی دقیق ساختار مولکولی خاک‌ها پرداخته شده است و همچنین این نکته را بررسی می‌کنیم که آیا این ترکیبات خاکی در شرایط محیطی گرم‌تر دچار تغییر می‌شوند یا نه؟

دانشمندان به تغییرات جوی و اثرات آن بر خاک زمین توجه زیادی دارند و نسبت به آن ابراز نگرانی کرده‌اند. به عقیده آنها، ماهیت ارگانیکی خاک عاملی است که خاک را حاصلخیز و پربار نگاه می‌دارد و نتیجه آن چیزی نیست جز ضمانت لازم برای ادامه حیات روی زمین. پس بی‌شک ایجاد تغییرات زیست‌محیطی مخرب، تأثیرات به مراتب نگران‌کننده‌تری بر ساختار مولکولی خاک خواهد داشت. از آن گذشته صنعت کشاورزی و توسعه آن تنها به کیفیت خاک بستگی دارد و هرگونه تغییر مخربی در ساختار آن این صنعت را با خطر نابودی مواجه خواهد کرد.

دانشمندان دریافته‌اند ماهیت ارگانیکی خاک موجب جذب آب در خاک شده و از بروز هرگونه پوسیدگی و انحطاط در کیفیت خاک جلوگیری می‌کند. از سوی دیگر فرآیندهای طبیعی تجزیه ماهیت ارگانیکی خاک برای گیاهان و ساختارهای میکروب‌ها شرایطی را فراهم می‌آورد که طی آن منابع کافی و مورد نیاز انرژی و همچنین آب مورد نیاز برای رشد در دسترس آنها قرار می‌گیرد و در کنار آن کربنی که در این میان آزاد می‌شود به عنوان محصولی جانبی راهی اتمسفر زمین می‌گردد.

اما مشکل زمانی آغاز می‌شود که همزمان با تشدید فرآیند گرمایش زمین، این فرآیندهای طبیعی سرعت بیشتری به خود بگیرند که نتیجه آن چیزی جز افزایش نگران‌کننده و مخرب حجم دی‌اکسیدکربن در اتمسفر زمین نخواهد بود. این فرآیند همان تأثیرگذاری مخرب گرمایش زمین بر اتمسفر زمین است که پس از طی مراحل مختلف و در بازه‌های زمانی کوتاه و بلند صورت می‌گیرد.

دکتر سیمپسون حرف‌های جالب دیگری نیز دارد. او می‌گوید: درخصوص توسعه صنعت کشاورزی جهان، باید بر این نکته تأکید کرد که دانش فعلی بشری به آن حد از توسعه و پیشرفت نرسیده است که بتوانیم حجم قابل توجهی از کربن خاک را از آن جدا کنیم. چون این کار موجب ایجاد تغییرات مخرب در حاصلخیزی خاک و در نتیجه افزایش ضریب انحطاط و پوسیدگی آن می‌شود. در کنار این نگرانی‌ها باید به این موضوع نیز توجه کرد که چه اتفاقی روی خواهد داد زمانی که ساختارهای میکروبی در مجاورت دماهای بیشتر فعال‌تر خواهد شد.

تا پیش از آغاز تحقیقات دکتر سیمپسون و تیم تحقیقاتی‌اش، دانشمندان اطلاعات زیادی درباره ساختار مولکولی خاک نداشتند. بخشی از دلایل ناآگاهی، به این مسأله بازمی‌گردد که از چشم‌انداز مطالعات شیمیایی، تجزیه و تحلیل خاک مشکلی است که آن نیز دلایل زیادی دارد. مهم‌ترین دلیلش، وجود ترکیبات سازنده ساختارهای خاکی در نقاط مختلف جهان است. در این میان باکتری‌ها، قارچ‌ها و انبوه قابل توجهی از بقایای برجای مانده از پوسیدگی و انحطاط ساختارهای گیاهی، از جمله سازندگان بخش‌های مختلف خاک به حساب می‌آیند. تیم تحقیقاتی سیمپسون در این پروژه حرف‌های زیادی برای گفتن دارند. آنها برای به دست آوردن نتایج قطعی و صحیح از تازه‌ترین فناوری‌های ارائه شده در زمینه تصویربرداری استفاده کردند. آنان به سراغ تأسیسات رزونانس مغناطیسی هسته‌ای یا NMR رفتند که هم‌اکنون تنها تأسیسات هسته‌ای از این نوع در کانادا به حساب می‌آید و برای تحقیقات زیست‌محیطی به کار گرفته می‌شود. آنها در تلاش بوده‌اند با استفاده از این فناوری‌ها به دقیق‌ترین جزییات مربوط به ساختارهای مولکولی خاک و واکنش‌های موجود در آن دست یابند.

در مطالعه جامعی که هم‌اکنون سیمپسون و تیم تحقیقاتی‌اش روی آن کار می‌کنند، محققان در بازه زمانی 14 ماه به طور مصنوعی خاک را در محیط آزمایشگاهی گرم می‌کنند و در این میان تغییرات ایجاد شده در ساختار مولکولی نمونه‌های خاکی را مورد بررسی دقیق قرار می‌دهند. دانشمندان در سراسر جهان امید زیادی به تحقیقات دکتر سیمپسون و نتایج آن بسته‌اند. این انتظار وجود دارد با مشخص شدن نتایج نهایی چنین تحقیقاتی، نگرش موجود نسبت به تغییرات خاک و اثرات آن بر صنعت کشاورزی و دامپروری جهان متحول شود.

فاطمه پورمزرعه