Καθώς ο Καναδάς βιώνει χιονοπτώσεις ρεκόρ, νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Waterloo υποδηλώνει ότι μικροσκοπικές ποσότητες βιομηχανικής ρύπανσης που παγιδεύονται στο χιόνι μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο το ηλιακό φως φτάνει στο έδαφος από κάτω και να μεταβάλουν σημαντικά τα εύθραυστα περιβάλλοντα.
Πώς ο μαύρος άνθρακας μετατοπίζει το χειμερινό φως
Ο ένοχος είναι ο μαύρος άνθρακας, μια αιθαλική μορφή ρύπανσης που παράγεται όταν τα ορυκτά καύσιμα καίγονται ατελώς. Μπορεί να προέρχεται από τα καυσαέρια των οχημάτων, τις βιομηχανικές εκπομπές και άλλες πηγές καύσης. Ενώ ο μαύρος άνθρακας είναι ήδη γνωστό ότι συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη, η έρευνα του Waterloo υπογραμμίζει ένα άλλο, λιγότερο ορατό αποτέλεσμα: πώς μεταβάλλει το "φωτεινό περιβάλλον" κάτω από το χιόνι με τρόπους που επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών.
Ακόμα και στο αποκορύφωμα του χειμώνα, μέρος του ηλιακού φωτός μεταδίδεται μέσω του χιονιού και φτάνει στο έδαφος, τους σπόρους και τη βλάστηση από κάτω. Το χιόνι δεν αφήνει όλο το φως να περάσει εξίσου. Καθώς διαδίδει ορισμένα μήκη κύματος φωτός και απορροφά άλλα που είναι ζωτικής σημασίας για βιολογικές διεργασίες, όπως η βλάστηση των σπόρων, η ανοχή στην ενεργοποίηση του κρύου και η παραγωγή χλωροφύλλης, μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη της βλάστησης που βρίσκεται ακριβώς κάτω από το χιόνι.
Οι επιπτώσεις στο χιόνι
Το χιόνι αντανακλά το φως σε συγκεκριμένα μήκη κύματος που μπορούν στην πραγματικότητα να διαταράξουν την αδράνεια των φυτών και να διεγείρουν την ανάπτυξη των στελεχών, επηρεάζοντας τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται τα ανώτερα φυτά.
«Η έρευνά μας δείχνει ότι ο μαύρος άνθρακας μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στα πρότυπα ανάπτυξης της βλάστησης, ακόμη και όταν υπάρχουν μόνο λίγα μέρη ανά δισεκατομμύριο στο χιόνι», δήλωσε ο Δρ. Gladimir Baranoski, καθηγητής πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο του Waterloo. «Μπορεί να αλλάξει ποια μήκη κύματος φωτός διαπερνούν το χιόνι, ανατρέποντας τους λεπτοσυντονισμένους φυσικούς κύκλους».
Η έρευνα της ομάδας συζητείται σε δύο εργασίες, «Επιπτώσεις του μαύρου άνθρακα στο χιόνι και οι αλληλεπιδράσεις της βλάστησης που επηρεάζουν τους βρόχους περιβαλλοντικής ανάδρασης και την κλιματική αλλαγή» και «Συνολικές επιδράσεις της πυκνότητας και των μεταβολών της περιεκτικότητας του μαύρου άνθρακα στην υπερφασματική ανακλαστικότητα του χιονιού υπό φυσικές συνθήκες», και οι δύο βρίσκονται στο Remote Sensing for Agriculture, Ecosystems, and Hydrology XXVII.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις υπολογιστή για να εξετάσουν πώς διαφορετικές ποσότητες μαύρου άνθρακα αλλάζουν το φως που αντανακλά το χιόνι στην ατμόσφαιρα και μεταδίδει στο έδαφος. Τα αποτελέσματά τους δείχνουν διακριτές αλλαγές σε συγκεκριμένα μήκη κύματος, αλλαγές που ευθυγραμμίζονται με το «πρασίνισμα», ένα φαινόμενο που παρατηρείται σε ορισμένες περιοχές μεγάλου γεωγραφικού πλάτους και μεγάλου υψομέτρου όπου η βλάστηση φαίνεται να επεκτείνεται ή να αναδύεται νωρίτερα από το αναμενόμενο.
Πρώιμος πρασίνισμα και επιπτώσεις στο οικοσύστημα
Σε μέρη που κανονικά παραμένουν χιονισμένα για αρκετό καιρό μέσα στην εποχή, τα φυτά μπορεί να αρχίσουν να αναπτύσσονται νωρίτερα ή διαφορετικά είδη βλάστησης μπορεί να αποκτήσουν πλεονέκτημα. Η ομάδα λέει ότι τα ευρήματά τους συμφωνούν με αναφορές για δασικές περιοχές που επεκτείνονται σε ορισμένα βόρεια τοπία, ενώ ορισμένα φυτά χαμηλού υψομέτρου μπορεί να δυσκολεύονται να αναπτυχθούν υπό μεταβαλλόμενες συνθήκες.
Αυτές οι μετατοπίσεις έχουν σημασία επειδή τα βόρεια και αλπικά οικοσυστήματα είναι άριστα συντονισμένα σε σύντομες καλλιεργητικές περιόδους και προβλέψιμη χιονοκάλυψη. Εάν τα φυτά αρχίσουν να αναπτύσσονται νωρίτερα ή εάν ορισμένα είδη αρχίσουν να υπερτερούν έναντι άλλων, οι επιπτώσεις μπορούν να κυματίσουν προς τα έξω, επηρεάζοντας τη βιοποικιλότητα, το βιότοπο και την ποσότητα άνθρακα που αποθηκεύει ή απελευθερώνει το τοπίο.
Μοντελοποίηση φωτός και μελλοντικές κατευθύνσεις
Η εργασία βασίζεται σε ένα λεπτομερές μοντέλο για το πώς το φως αλληλεπιδρά με το χιόνι, που αναπτύχθηκε από τον Baranoski και τον Δρ. Petri Varsa, πρόσφατο διδάκτορα στην επιστήμη των υπολογιστών. Χρησιμοποιώντας μετρήσεις πεδίου που συλλέχθηκαν από επιστήμονες παγκοσμίως, η ομάδα έχει δημιουργήσει ένα ευέλικτο μοντέλο που μπορεί να προσαρμοστεί για να προβλέψει αλλαγές στο φως που εκπέμπεται από το χιόνι, έναν σημαντικό παράγοντα της κλιματικής αλλαγής.
Αυτή η έρευνα αντικατοπτρίζει το έργο του Πανεπιστημίου του Waterloo για το Sustainable Futures — συγκεντρώνοντας ειδικούς από διάφορους κλάδους για την καλύτερη κατανόηση της περιβαλλοντικής αλλαγής που προκαλείται από το κλίμα και την ανάπτυξη στοιχείων που υποστηρίζουν ανθεκτικά οικοσυστήματα και κοινότητες.
Ενώ αυτή η έρευνα επικεντρώθηκε στον μαύρο άνθρακα, το επόμενο βήμα είναι η διερεύνηση του καφέ άνθρακα, ενός ρύπου που παράγεται από την καύση οργανικής ύλης, όπως κατά τη διάρκεια δασικών πυρκαγιών.
www.worldenergynews.gr
