یخ‌ها از جابه‌جایی‌ آلودگی هوا، بین قاره‌ها سخن می‌گویند

اندازه‌گیری فراز و فرود مقدار باران اسیدی، از پژوهش‌هایی است که نتایج آن تاثیر بسزایی در سرنوشت زمین دارد. در یکی از تازه‌ترین سنجش‌های صورت گرفته توسط دانشمندان علوم جوی دانشگاه واشنگتن، مدارک واضحی از اثربخشی قانون هوای پاک آمریکا پیدا شده است.

کد خبر: ۶۷۰۲۴۳

یخ‌ها از جابه‌جایی‌ آلودگی هوا، بین قاره‌ها سخن می‌گویند

در همین تحقیق، دانشمندان توانستند به رابطه‌ای میان اسیدی بودن هوا و چگونگی حفظ نیتروژن در لایه‌های برف دست پیدا کنند.

حدود 45 سال پیش بود که باران اسیدی بی‌محابا جان ماهیان را می‌گرفت و بناهای تاریخی را تخریب می‌کرد. با آغاز انقلاب صنعتی ، آلودگی هوا فزونی گرفت و کار به جایی رسید که سال 1350 خورشیدی، آمریکا با تصویب قانون هوای پاک، نیروگاه‌های زغال سنگ و دیگر بانیان آلایندگی هوا را مجبور کرد دودکش‌های خود را سولفورزدایی کنند.

اما هدف اصلی دانشمندان دانشگاه واشنگتن از تحقیق اخیر، بررسی مِه دود بود، نه باران اسیدی. با این حال توانستند رابطه‌ای میان این دو آلاینده بیابند.

نیتروژن به شکل ترکیبی کم‌دوام، یعنی NOx تولید می‌شود که منجر به خلق ازن تراز زمین، ماده اصلی تشکیل‌دهنده مه‌دود می‌شود. ازن تراز زمین از موادی است که به جوزدا معروف است. از منابع تولید NOx می‌توان به دودکش‌ها، اگزوز خودروها، حریق، میکروب‌های خاکی و واکنش‌های ناشی از برخورد صاعقه با زمین نام برد.

بررسی منابع NOx می‌تواند اطلاعات ارزشمندی از گذشته به دست بدهد. مثلا این‌که چطور متان، ازن و دیگر مواد شیمیایی در جو دچار تغییر می‌شوند‌ یا این‌که بشر چه تاثیری در تغییرات زمین دارد.

برخلاف دیگر گازها، نمی‌توان گاز کم‌دوام NOx را مستقیم‌ با حباب‌های حبس شده در مغز یخ اندازه گرفت. طی یک یا دو روز،NOx به نیترات (مولکولی قابل حل در آب که برای حیات لازم است) تبدیل می‌شود و به خاک و برف می‌پیوندد.

تحقیقات گذشته حاکی از این بوده که با مقایسه حجم دو نوع باثبات نیتروژن ـ نیتروژن 15 و نیتروژن 14 ـ در نیترات، می‌توان به منبع تولید NOx پی برد. مغز یخ‌های گردآوری شده از گرینلند و رسوبات دریاچه آمریکای شمالی نشانگر این است که نیتروژن 15 از 1850 به بعد سیر نزولی داشته که بر افزایش همزمان گسیل‌های انسانی دلالت دارد.

اما تحقیقات جدید چیز دیگری می‌گوید. اندازه‌گیری‌ دقیق نیترات،NOx و سولفور نشان‌دهنده این است که نسبت ایزوتوپ نیتروژن در 1970 به ثبات رسیده و از این حکایت دارد که نسبت یاد شده به همان موادی حساس است که عامل باران‌های اسیدی بوده‌اند.

این کشف، به این نکته اشاره دارد که رابطه میان گسیل‌ها و ایزوتوپ‌ها آنچنان که تصور می‌شد مستقیم نیست. آخرین سیگنالی که از مغز یخ‌های گرینلند به ثبت رسیده، نه‌تنها از گسیل نیتروژن که از اثری ترکیبی از گسیل نیتروژن و سولفور حکایت دارد.

مغز یخ‌های استفاده شده در تحقیق را سال 2007 از ایستگاه سامیت در گرینلند دریافت کردند و سپس مقدار نیترات هر ساله آنها را در دانشگاه ایالتی داکوتای جنوبی اندازه گرفتند. فرم‌های مختلف یا ایزوتوپ‌ها را هم در دانشگاه واشنگتن ارزیابی کردند.

براساس تحقیقات صورت گرفته، کاهش بلندمدت ایزوتوپ نیتروژن 15 از سال 1850 و ثبات آن در 1970، به تغییرات ترکیب هوا مربوط است. نیترات معلق در هوا ممکن است به دو صورت گاز یا ذره وجود داشته باشد و نیترات سبک‌تر بیشتر به حالت گازی گرایش دارد، اما طبق تحقیقات صورت گرفته، مقدار کلی نیترات، چه به صورت گاز و چه ذره، با مقدار اسیدی بودن هوا رابطه مستقیم دارد و هوای اسیدی موجب می‌شود ایزوتوپ‌های سبک‌تر بیشتر به شکل گازی گرایش داشته باشند.

علاوه بر این، نیترات معلق در هوا در آب حل می‌شود و به شکل برف بر قطب‌ها می‌بارد. در حالی که برف باریده روی زمین جا خوش کرده، نور خورشیدی که از سطح آن منعکس می‌شود، عکس‌العملی شیمیایی را رقم می‌زند که مقداری از آن را به حالت گازی برمی‌گرداند. هوای اسیدی نیز قادر است واکنش‌پذیری نیترات موجود در برف را تحت تاثیر قرار داده، موجب حفظ نیترات در مغز یخ‌ها شود.

گفتنی است اسیدی بودن هوا می‌تواند دیگر مغز یخ‌ها را تحت‌الشعاع قرار دهد. انتظار نمی‌رود این تاثیر گازهای باثباتی مثل دی‌اکسید کربن، اکسیژن یا مولکول‌های آبی اتفاق بیفتد که برای حساب کردن اختلافات دما مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما اسیدی بودن هوا قادر است رسوب‌گیری و نگهداری ترکیبات فرار دیگر مثل کلرین، جیوه یا مواد آلی دیگر مغز یخ‌ها را مورد تاثیر قرار دهد.

در نهایت، درک بهتر کیمیای هوا در تشکیل لایه‌ها به محققان اجازه خواهد داد تا اطلاعات بهتری را از پیشینه این ترکیبات به دست بیاورند و اثرات وارده بر طبیعت را بهینه‌سازی کنند.