العلماء الروس: التربة تمتص غاز الميثان بسبب التغيرات المناخية
تاريخ النشر: 17th, March 2024 GMT
توقع العلماء الروس زيادة في امتصاص التربة لغاز الميثان بسبب تغير المناخ.
إقرأ المزيد
قام العلماء من معهد الجغرافيا التابع لأكاديمية العلوم الروسية وكلية علوم التربة بجامعة موسكو الحكومية بدراسة معدلات امتصاص التربة للميثان من الغلاف الجوي، وذلك باستخدام نماذج رياضية مستقلة.
وقد أعلن الباحث في معهد الجغرافيا دميتري كاريلين: "أن القيمة المتوسطة الحسابية التي استخدمتها مجموعة من النماذج الرياضية تصف بشكل مقبول معدلات امتصاص الميثان، وبالتالي يمكن استخدامها بنجاح للتنبؤ. وعلى سبيل المثال، من الواضح أنه إذا تابعنا التغيرات المناخية المرصودة حاليا، فمع ارتفاع درجة الحرارة وزيادة جفاف التربة، وكذلك مع الزيادة العامة في نسبة تركيز غاز الميثان في الغلاف الجوي، يجب علينا أن نتوقع زيادة في امتصاصه، وهو تأثير إشعاعي إيجابي بالنسبة لنا في ظروف الاحتباس الحراري".
وأعاد الباحث إلى الأذهان أن الميثان هو أحد أهم غازات الدفيئة الذي يتشكل في المحيط الحيوي الذي يواجه نقصا في الأكسجين. وتقّدر مساهمة الميثان في ظاهرة الاحتباس الحراري بنسبة 19٪. وهو ثاني غازات الدفيئة بعد ثاني أكسيد الكربون الذي تُقدر مساهمته بنسبة 64%.
ومن المعروف أن الميثان يتحلل أساسا في أثناء التفاعلات الكيميائية الضوئية في الغلاف الجوي، ولا يتجاوز امتصاصه البيولوجي نسبة 5%. وقد أصبحت الغابات من أهم المصادر لغاز الميثان بين النظم البيئية. أما الحرث المستمر لتربة تشيرنوزيم (التربة السوداء)، مع الاستخدام المنتظم للأسمدة النيتروجينية، فيؤدي إلى انخفاض نسبة الامتصاص بمقدار 2-3 أضعاف.
ومضى الباحث قائلا:" لقد أجرينا الحسابات باستخدام عدد من النماذج الرياضية المعروفة. وعند ذلك كان من المهم اختيار النماذج التي يسهل حسابها باستخدام البيانات الميدانية. وعلى سبيل المثال، استخدام مؤشرات مهمة لسرعة امتصاص الميثان بواسطة البكتيريا ونسبة تركيزه في الجو، ودرجة حرارة ورطوبة التربة، وتركيبها الميكانيكي وكثافتها، وهطول الأمطار، وما إلى ذلك.
وتستخدم النماذج الرياضية المختلفة مجموعات مختلفة من المؤشرات. ومع ذلك، فإن جميعها تحدد بطريقة أو بأخرى معدل تسلل جزيئات الغاز عبر طبقة التربة، ولكن ليس من التربة إلى الغلاف الجوي، بل على العكس من ذلك، من الغلاف الجوي إلى التربة. وبما أن غاز الميثان لا يتكون في أعماق التربة فإن وجوده في طبقة الهواء القريبة من الأرض أكثر منه في التربة، وغالبا ما يكون انتشار أي مادة موجها من المنطقة ذات مستوى تركيزه الأعلى نحو المنطقة ذات مستوى التركيز الأسفل".
ومن أجل التحقق من القيم المحسوبة التي تم الحصول عليها باستخدام النماذج الرياضية، استخدم العلماء قياساتهم الخاصة لمعدل امتصاص الميثان في الظروف الميدانية. وأجريت مثل هذه القياسات في منطقة كورسك الروسية التي تتميز بتربتها السوداء ( تشيرنوزيوم) وفي النظم البيئية الأكثر تميزا بالنسبة لهذه التضاريس، مثل الغابات والسهوب والأراضي الصالحة للزراعة المستصلحة وغير المستصلحة.
المصدر: تاس
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: الاحتباس الحراري الغلاف الجوی غاز المیثان
إقرأ أيضاً:
فهم جديد لمتانة البيضة قد يلهم تصميمات هندسية مقاومة للصدمات
يقول المثل الشعبي: "يجعل سره في أضعف خلقه"، وهذا ما ينطبق تماما على قشرة البيضة، تلك المادة الهشة التي تبين أنها تخفي أسرارا قد تلهم المهندسين بابتكار تصميمات أكثر مقاومة للصدمات.
والمعروف في تحدي "إسقاط البيضة" الشهير في الفصول الدراسية، أن البيضة تكون أقل عرضة للكسر عندما تسقط بشكل عمودي (رأسيا) على طرفها، وكان يعتقد البعض أن قشرة البيضة أقوى في هذه الوضعية لأنها تكون "مضغوطة"، أي أن الوزن يوزع بشكل عمودي على القشرة.
ولكن الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بأميركا، توصلوا إلى خلاف ذلك، حيث وجدوا أنها تكون أقل عرضة للكسر عند سقوطها على جانبها، وليس بشكل رأسي كما كان يعتقد سابقا.
وهذا الاكتشاف، الذي نُشر في دورية "كومينيكيشن فيزيكس"، لا يغير فقط نظرتنا إلى هشاشة البيضة، بل قد يلهم المهندسين لتصميم هياكل قادرة على امتصاص الصدمات بشكل أكثر فاعلية، مستفيدين من مرونة الشكل البيضاوي وصلابته الجانبية.
ماذا فعل الباحثون؟وخلال التجارب قام الباحث تال كوهين، من قسم الهندسة المدنية والبيئية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وزملاؤه بإجراء 180 اختبار إسقاط للبيض من ارتفاعات صغيرة جدا (8، 9، و10 مليمترات) لمحاكاة تجربة "تحدي إسقاط البيضة"، الشائعة بين طلاب المدارس، ووجدوا أن أكثر من نصف البيض الذي سقط عموديا من ارتفاع 8 مليمترات انكسر، سواء كان السقوط من الطرف المدبب أو العريض، وأقل من 10% فقط من البيض الذي سقط أفقيا (على جانبه) من الارتفاع نفسه تعرض للكسر.
إعلانكما أجرى الباحثون اختبارات ضغط على 60 بيضة لقياس القوة اللازمة لكسرها في الوضعين، وكانت القوة المطلوبة للكسر في كلا الاتجاهين حوالي 45 نيوتن، لكن البيض الأفقي استطاع أن ينضغط أكثر قبل أن ينكسر، مما يعني أنه يمتص الصدمة بشكل أفضل.
ويفسر الباحثون التفاوت في قدرة البيضة على تحمل الصدمات بناء على مفاهيم فيزيائية قد تكون مساء فهمها بشكل شائع، مثل الفرق بين "الصلابة" و"المرونة".
فعلى الرغم من أن قشرة البيضة تكون أكثر صلابة عندما يتم الضغط عليها عموديا، فإن هذا لا يعني أنها أكثر قدرة على تحمل الصدمات، وذلك لأن ما يسمى بـ"الصلادة" أو "القدرة على امتصاص الطاقة" يختلف عن الصلابة، حيث يمكن للبيضة أن تكون أكثر مرونة في امتصاص الطاقة عند سقوطها على جانبها، مقارنة بسقوطها عموديا.
ويقول الباحثون، في بيان نشره الموقع الرسمي لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إن "الأبحاث المستقبلية يمكن أن تستكشف تطبيق هذه النتائج على سيناريوهات هندسية، مثل كيفية استجابة الهياكل للأحمال الديناميكية".
ويمكن أن تظهر انعكاسات هذه النتائج في تصميم هياكل تكون أكثر قدرة على امتصاص صدمات الزلازل أو الاصطدامات، وتحسين التصميمات في مختلف الصناعات مثل التغليف، حيث يمكن تصميم مواد تغليف أفضل لحماية المنتجات الهشة من الصدمات، وتطوير مواد تمتاز بالمرونة في بعض الاتجاهات والصلابة في اتجاهات أخرى، مما يجعلها أكثر كفاءة في امتصاص الطاقة أثناء الحوادث أو الكوارث.
استشاري تكنولوجيا إعلام: الحكومة أنهت تريند «شهادات الحلال»