اكتشاف أصل جزيئات الغلاف الجوي

في دراسةٍ قامت بها جامعة ليدز University of Leeds، استطاع الباحثون حل واحدة من أكثر المشاكل تحديًا وأقدمها في علم الغلاف الجوي وهي: فهم كيفية تشكل الجزيئات في الغلاف الجوي.

تعرض ورقة البحث، وقد نشرت اليوم على الإنترنت في مجلة Science، تفاصيل أول محاكاة حاسوبية لتشكّل جزيئة جوية بالاعتماد الكامل على المعطيات التجريبية. لم يكن البحث ليتم لولا المختبر المتطور CLOUD، التابع للمنشأة البحثية CERN في سويسرا.

وصرح العالم المسؤول عن البحث، كين كارسلو، الأستاذ في مدرسة علوم الأرض والبيئة في جامعة ليدز: “إنها نقطة تحولٍ في فهمنا للغلاف الجوي. تجربة CERN فريدةٌ من نوعها، لأنها قدّمت معطيات كانت قبل خمس سنوات خارج نطاق البحث تمامًا”.

تتشكل الغيوم من قطرات دقيقة تتشكل بدورها عندما يتركز الماء حول جزيئات صغيرة في الغلاف الجوي تدعى أيروسول aerosol. ولهذا يُعدّ فهم تشكّل الأيروسول أساسيًا لجهة فهم تشكل الغيوم – وقد كانت، حتى الآن، عمليةً مجهولة الكمية في نماذج المناخ مما يخلق المشاكل في توقع التغيرات المناخية.

على مدار الثلاثين سنة الماضية، كان بمقدور العلماء القيام بعمليات محاكاة حاسوبية للغازات الجوية معتمدين على قياسات معدلات التفاعلات الكيميائية التي تم الحصول عليها في المختبر. ساهمت هذه القدرة، وعلى منحى رئيسي، في فهمنا الحالي للغلاف الجوي ولثقب غلاف الأوزون.

حتى الآن، لا يزال نفس مستوى الفهم غير ممكن بالنسبة لجزيئات الأيروسول في الغلاف الجوي بسبب عدم القدرة على تسجيل قياسات صحيحة لتشكل الجزيئات في المختبر.

استطاعت تجربة CERN قياس “تنوّي” جزيئات جوية جديدة، أي عندما تلتصق بعض الجزيئات الجوية ببعضها وتشكل جزيئات جديدة، في غرفة صنعت خصيصًا لذلك وتحت ظروفٍ جوية يُتحكّم بها بشكلٍ تام. التنوّي هامٌ، لأنه حسب التقديرات الحالية، فنصف قطرات الغيوم تتشكل على جزيئات الأيروسول التي تشكلت بدورها بهذا الشكل.

ويختم الأستاذ كارسلو قائلاً: “ستعطي هذه النتائج الجديدة ثقة أكبر بفهمنا لدور الجزئيات والغيوم في نماذج الطقس حول العالم “.

إعداد: نغم الماغوط
تدقيق: جعفر الجزيري
المصدر