اليود في غبار الصحراء يدمر طبقة الأوزون

عندما ترفع الرياح غبار الصحراء الناعم عالياً في الغلاف الجوي، يمكن أن يؤدي اليود الموجود في هذا الغبار إلى تفاعلات كيميائية تدمر بعض تلوث الهواء، ولكنها تسمح أيضًا لغازات الدفيئة البقاء لفترة أطول.  هذا الاكتشاف، الذي نُشر في مجلة "Science Advances"، قد يجبر الباحثين على إعادة تقييم كيفية تأثير الجزيئات من الأرض على كيمياء الغلاف الجوي.

يقول "راينر فولكامر"، أستاذ الكيمياء في جامعة بولدر:"اليود، هو نفس المادة الكيميائية التي تُضاف كعنصر غذائي إلى ملح الطعام، ويلتهم الأوزون الموجود في الهواء المغبر في أعالي الغلاف الجوي". قاد "فولكامر" الفريق الذي أجرى قياسات دقيقة للغلاف الجوي بواسطة الطائرات فوق شرق المحيط الهادي منذ عدة سنوات. يقول "فولكامر":" النتائج الجديدة لها آثار ليس فقط على جودة الهواء، ولكن على المناخ أيضًا - إذ يمكن لكيمياء اليود أن تجعل غازات الدفيئة تستمر لفترة أطول ويجب أن تعطينا وقفة لإعادة التفكير في مخططات الهندسة الجيولوجية التي تنطوي على غبار".

يشير " فولكامر"، إلى أن فهمنا لدورة اليود غير مكتمل، إذ أن هناك مصادر أرضية وكيميائية لم نكن نعرف عنها شئ، ويجب أن ننظر فيها الآن.  إذ أنه لطالما اهتم الباحثون في الغلاف الجوي بملاحظة أن طبقات الهواء المغبرة غالبًا ما تكون منخفضة جدًا في طبقة الأوزون الملوثة للهواء، والتي  يُمكن أن تلحق الضرر برئتي البشر وحتى المحاصيل عند تركيزها. إذ يبدو أن نوعًا من كيمياء سطح الغبار كانت تلتهم الأوزون، لكن لم يتمكن أحد من إثبات حدوث ذلك في التجارب المعملية. يقول "فولكامر":" إن آخرين قد تكهنوا حول هذا، ولكن كان هناك الكثير من الشك. على النقيض من ذلك، أظهرت التجارب المعملية منذ فترة طويلة أن الشكل الغازي لليود يمكن أن يلتهم الأوزون - ولكن لم تكن هناك سوى تلميحات عن وجود صلة بين الغبار واليود".

كانت هناك تلميحات أخرى محيرة حول العملية في مجموعة بيانات من عام 2012، من سلسلة من رحلات الطائرات قبالة ساحل تشيلي وكوستاريكا. الغبار الذي شوهد وهو يتدفق في الخارج من أميركا الجنوبية كان يحتوي على مستويات مذهلة من اليود الغازي. يصف "ثيودور كوينغ"، المؤلف الرئيس لهذه الدراسة، البيانات على أنها واحدة في مجموعة من الصور الباهتة التي يتقاسمها كيميائيو الغلاف الجوي حول العالم. في إحدى الصور، على سبيل المثال، يقول "كوينغ": "يبدو أن اليود مرتبط بالغبار ... لكن ليس بشكل واضح تمامًا". في كل مكان، بدا أن الغبار يدمر طبقة الأوزون، لكن لماذا؟ يقول "كونيغ"، الذي يعمل الآن باحثًا في تلوث الهواء بجامعة بكين في الصين: "يرتبط اليود والأوزون بوضوح، ولكن لم تكن هناك أي" صور "لكليهما مع الغبار".

البيانات المستقاة من "TORERO" التبادل الاستوائي للمحيطات الاستوائية للهالوجينات المتفاعلة والهيدروكربونات المؤكسجة"، وهي حملة ميدانية تمولها مؤسسة العلوم الوطنية، وقد التقطت تلك الشخصيات الثلاثة معًا، أخيرًا، في صورة واحدة، وكان من الواضح أنه حيث يحتوي غبار الصحراء على مستويات كبيرة من اليود - مثل الغبار من صحاري أتاكاما وسيشورا في شيلي وبيرو - سرعان ما تحول اليود إلى شكل غازي وانخفض الأوزون إلى مستويات منخفضة جداً. ولكن كيف تحول اليود القائم على الغبار؟ يقول "فولكامر": "لا تزال الآلية بعيدة المنال، إنه عمل مستقبلي".

يقول "كونيغ":" إن الصورة ضبابية أخرى، لكن العلم أكثر وضوحًا مما كان عليه". ويوضح " فولكامر" إنها أيضًا مهمة جدًا لأي شخص مهتم بمستقبل الغلاف الجوي. إذ أنه من المعروف أن تفاعلات اليود في الغلاف الجوي تلعب دورًا في تقليل مستويات الأوكسجين، والتي يمكن أن تزيد من عمر الميثان وغازات الدفيئة الأخرى. ربما الأهم من ذلك، أن أفكار الهندسة الجيولوجية المختلفة تتضمن حقن جزيئات الغبار في الغلاف الجوي للأرض، لعكس الإشعاع الشمسي الوارد. هناك، في الستراتوسفير، الأوزون ليس ملوثًا؛ بدلاً من ذلك، فإنه يشكل "طبقة أوزون" حرجة تساعد على حماية الكوكب من الإشعاع القادم.

يوضح" فولكامر":" إذا تم تحويل اليود الناتج عن الغبار كيميائيًا إلى شكل مستنفد للأوزون في الستراتوسفير، لن يكون ذلك جيدًا ، لأنه قد يؤخر استعادة طبقة الأوزون. لذا دعونا نتجنب إضافة اليود البشري المنشأ إلى طبقة الستراتوسفير! "

المصدر: Eurekalert