ناسا تتعقب عقد من تلوث الهواء بالأمونيا في إفريقيا

الأمونيا هي ملوث للهواء يمكن أن تؤدي إلى أمراض القلب والرئة عندما تكون موجودة بشكل زائد في نظام بيئي كما تجعل التربة أكثر حمضية وتعيق نمو النباتات.

تنبعث الأمونيا بشكل طبيعي من التربة وحرائق الغطاء النباتي، ولكن الأنشطة الزراعية مثل تربية الحيوانات واستخدام الأسمدة هي أيضًا مصادر رئيسة. ومع توسيع نطاق الزراعة لتلبية احتياجات السكان المتزايدة، من المحتمل أن ترتفع انبعاثات الأمونيا أيضًا. من أجل ذلك استخدم الباحثون بيانات الأقمار الصناعية من عام 2008 حتى عام 2018، لتحديد الزيادات والنقصان في تركيزات الأمونيا عبر القارة والأسباب المحتملة لهذه التغييرات.

يقول " إنريكو دايمرز"،  في المنظمة الهولندية للبحث العلمي التطبيقي وشارك في تأليف الورقة البحثية "لقد أوضحنا أنه يمكننا استخدام بيانات الأقمار الصناعية لرصد الاتجاهات ورصد انبعاثات الأمونيا في مناطق محددة، مرتبطة بأنشطة محددة أو أحداث بيئية".

بحلول عام 2050، من المتوقع أن يصل عدد سكان العالم إلى ما يقرب من 10 مليارات شخص. ومن المتوقع أن يصل عدد سكان إفريقيا إلى 2.5 مليار بحلول ذلك الوقت - أي ضعف ما هو عليه اليوم. في العديد من البلدان الأفريقية، تشجع الحكومات استخدام الأسمدة لزيادة إنتاج الغذاء. بالإضافة إلى ذلك، فإن حرق الكتلة الحيوية (حرق النباتات الحية أو الميتة) نتيجة للعمليات البشرية والطبيعية، أمر شائع في إفريقيا، حيث تستحوذ على نحو 70% من المساحة السنوية العالمية للأراضي المحروقة. وهذه العوامل جعلت أفريقيا مكانًا هامًا لدراسة انبعاثات الأمونيا، وفقا للمحقق الرئيس "جوناثان هيكمان"، عالم أبحاث في جامعة كولومبيا ومعهد غودارد للدراسات الفضائية التابع لوكالة ناسا في مدينة نيويورك.

يقول هيكمان: "هذه النتائج مهمة يجب وضعها في الاعتبار لأن العالم يواجه عددًا متزايدًا من السكان وتحديات هائلة مع الأمن الغذائي". "إن فهم كيفية تغير مصادر انبعاثات الأمونيا من صنع الإنسان والطبيعية أمر مهم لضمان السياسات والتقنيات التي تعزز التنمية الزراعية المستدامة."

استخدم "هيكمان" وفريقه بيانات الأقمار الصناعية التي تم رصدها بواسطة مقياس التداخل الصوتي للأشعة تحت الحمراء التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (IASI). تغطي الأداة الكوكب بأكمله بدقة تبلغ حوالي 7.5 × 7.5 ميل (أو 12× 12 كيلومترًا)، ما يسمح للعلماء بمراقبة مجالات اهتمام معينة. وبحسب "هيكمان": "تكشف هذه الورقة العديد من القصص المتميزة حول كيفية تغير جودة الهواء استجابة للنشاط الزراعي المتزايد في جميع أنحاء إفريقيا". وقد لاحظ الباحثون ثلاثة أمثلة:  الأولى في غرب إفريقيا،  حيث توافقت نهاية موسم الجفاف وحرق الكتلة الحيوية مع زيادات في تركيز الأمونيا خلال فترة الدراسة. وقد عزت دراسات سابقة ارتفاع مستويات الأمونيا في هذا المجال إلى استخدام الأسمدة. ومع ذلك، وجدت هذه الدراسة أن الزيادة جاءت في وقت كان المزارعون يجهزون فيه أراضيهم عن طريق حرقها، ولكن قبل أن يضيفوا الأسمدة.  والثانية في منطقة بحيرة فيكتوريا، إذ أدى التوسع في المساحة الزراعية واستخدام الأسمدة إلى زيادة تركيز الأمونيا خلال فترة الدراسة. ربط الباحثون نمو تركيزات الأمونيا في هذه المنطقة بالبيانات التي تشير إلى أن المزارعين كانوا يستخدمون المزيد من الأسمدة في الزراعة الجديدة والحالية. والثالثة في جزء من جنوب السودان،  حيث تسببت رطوبة التربة في انخفاض تركيز الأمونيا خلال فترة الدراسة. إذ كانت الأراضي الرطبة التي تبلغ مساحتها 30 ألف كيلومتر مربع والتي يغذيها نهر النيل، والتي تسمى السدود، هي المنطقة الوحيدة التي أظهرت انخفاضًا واضحًا في نسبة الأمونيا خلال فترة الدراسة. وجد الباحثون أنه في السنوات الجافة، عندما يجف جزء أكبر من الأراضي الرطبة، تزداد تركيزات الأمونيا.  بينما عندما جفت التربة، انبعثت الأمونيا بشكل طبيعي. وفي السنوات الرطبة، كانت تركيزات الأمونيا أقل.

يقول "هيكمان:"مع توسع إفريقيا في عملياتها الزراعية، ستشهد تركيزات أعلى من الأمونيا في الغلاف الجوي. ظهرت اتجاهات مماثلة بالفعل في جميع أنحاء العالم.  يوضح "هيكمان": أن تحليلات الأقمار الصناعية يُمكن أن تساعد في سد فجوة المراقبة، وتوفير تحليلات مبكرة لكيفية تأثير التغيرات في الزراعة ومصادر الأمونيا الأخرى على الغلاف الجوي. و يأمل في مواصلة مراقبة تركيزات الأمونيا عبر القارة السمراء في المستقبل، لرؤية كيفية تتغير هذه الاتجاهات مع مرور الوقت.

المصدر: Eurekalert