مع ارتفاع درجة حرارة مناخ الأرض ، ازداد خطر حدوث فيضانات في المناطق الحضرية أيضًا. يمكن أن يحد بناء البرك لتجميع مياه الأمطار الزائدة من هذا الفيضان. لكن في بعض الأماكن ، قد تضيف تلك البرك في الواقع إلى ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق إطلاق غازات الدفيئة في الهواء. هذه نتيجة دراسة جديدة.
أدت دورة المياه المتغيرة على كوكب الأرض إلى جعل العديد من المدن وضواحيها أكثر رطوبة. هذه المناطق الحضرية لديها قدرة محدودة على امتصاص المطر. بدلاً من الأرض المسامية ، يضرب هطول الأمطار الطرق ومواقف السيارات الخرسانية والمباني وغيرها من الميزات. يمكن أن تجمع البرك المياه المتدفقة. ولكن حيث لم توفر الطبيعة ما يكفي من البرك ، قامت المدن ببنائها. قامت فلوريدا وحدها ببناء حوالي 76000 من أحواض مياه الأمطار. كما أن العديد من المناطق الأخرى تعتمد بشكل كبير على هذه البرك للسيطرة على الفيضانات ، كما تلاحظ أودري جوكنر. إنها طالبة دراسات عليا في جامعة فلوريدا في غينزفيل والمؤلفة الرئيسية للدراسة الجديدة.
الشرح:مياه الأرض كلها متصلة في دورة واحدة واسعة
في الآونة الأخيرة ، قارن فريقها امتصاص - وإطلاق - الغازات الكربونية في خمس برك لمياه الأمطار. كانوا جميعًا في مقاطعة Manatee ، فلوريدا. هذا على الساحل الغربي الأوسط للولاية.
قام جوكنر مع فني مختبر بجمع عينات من قيعان البرك. كانت العينات تحتوي على طبقة من الوحل فوق مادة رملية. كانت البرك القديمة بها طبقات أعمق من الوحل. بالعودة إلى المختبر ، قام فريق البحث بقياس المركبات التي تحتوي على الكربون في العينات.
بشكل عام ، أطلقت الأحواض القديمة كمية أقل من هذه المواد الكيميائية القائمة على الكربون في الهواء مقارنةً بالبرك الأصغر سنًا. في نفس الوقت ، "زاد معدل تخزين البرك القديمة للكربون في الرواسب ،" كما يقول جوكنر. في المقابل ، يبدو أن البرك الأصغر سنًا تنبعث منها كمية من الكربون أكثر مما تم تخزينه بعيدًا.
واختتمت قائلة:"من المهم حقًا أن تأخذ في الحسبان كيف تلعب هذه النظم البيئية التي من صنع الإنسان دورًا [في البيئة]". يبدو أن بعض البرك تخزن الكربون في الغالب. في الغالب يطلقه آخرون في الهواء. شارك فريقها النتائج التي توصلوا إليها في 9 آذار (مارس) في Communications Earth &Environment .
أين يذهب الكربون؟
يقول جوكنر إنه من المهم أن نفهم ما هي بركة تصريف مياه الأمطار. "إنها ليست مجرد حفرة في الأرض بها ماء." يضم كل منها بسرعة نظامًا بيئيًا معقدًا. وتوضح أسفل السطح ، "هناك الكثير مما يحدث."
غالبًا ما تحمل الأمطار التي تهطل في هذه البرك الأوراق والأعشاب والتربة وغيرها من المواد الغنية بالكربون. يمكنهم أيضًا نقل مجموعة من المواد الكيميائية إلى هذه البرك. على سبيل المثال ، يمكنهم غسل الأسمدة من المروج. أو التلوث المروري من الشوارع. يمكن للأمطار أن تغسل الملوثات من الهواء.
بعد فترة وجيزة من بناء البركة ، ستنتقل النباتات والميكروبات إليها. وستبدأ في انتزاع المواد الكيميائية القائمة على الكربون من الماء من أجل النمو والطاقة. على طول الطريق ، سوف يحبسون الكثير من هذا الكربون في أنسجتهم. يفعلون ذلك بنفس الطريقة التي تزيل بها الأشجار ثاني أكسيد الكربون ، أو ثاني أكسيد الكربون ، من الهواء.
لكن كائنات البركة لا تعيش طويلا كالأشجار. بمجرد موتها ، ستبدأ الميكروبات في الماء بتفكيك الخلايا الميتة - وكربونها - لإعادة استخدامها. يميل الكربون إلى الانطلاق على شكل أول أكسيد الكربون والميثان (CH). كلاهما من غازات الدفيئة القوية. سترتفع هذه الغازات إلى السطح وتخرج إلى الهواء. في بعض الأحيان ينفجر الميثان فجأة على السطح في شكل فقاعات.
لن يدخل كل كربون البركة إلى الهواء. سيغرق البعض في القاع ويتجمع في الوحل. وقد يتدفق بعض الكربون إذا كان هناك منفذ إلى تيار أو محطة معالجة المياه. استخدم الباحثون جهازًا في نقاط متعددة في كل بركة لقياس غاز ثاني أكسيد الكربون والميثان اللذين يدخلان الهواء. قام الفريق بذلك كل أسبوعين من يونيو 2019 حتى مارس 2020.
يمكن أن يصل التخلص من الغازات من البرك إلى 2900 جرام (6.4 رطل) من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل متر مربع (تقريبًا ، لكل ياردة مربعة) من مساحة السطح سنويًا. في غضون ذلك ، وجدوا أن تخزين الكربون للأحواض تراوح من 22 إلى 217 جرامًا (0.8 إلى 7.7 أوقية) لكل متر مربع من مساحة السطح كل عام.
يوضح هذا النطاق من القيم أن البرك لم تستجب جميعها بنفس الطريقة. تميل الأحواض القديمة إلى تخزين المزيد من الكربون وإطلاق كميات أقل. لماذا؟
تميل طبقات الرواسب إلى أن تكون أعمق في الأحواض القديمة. يوضح غوكنر أنه غالبًا ما يكون لديهم كمية أقل من الأكسجين المتاح لتغذية تفكك الخلايا والأنسجة بواسطة الميكروبات. هذا يمكن أن يبطئ إطلاق الغازات الغنية بالكربون. وتضيف أن البرك القديمة قد يكون لديها المزيد من التمثيل الضوئي في الغطاء النباتي. لذلك ربما تمتص الكائنات الحية ثاني أكسيد الكربون وتستخدمه لبناء خلايا جديدة.
ما مدى أهمية النتائج؟
الشرح:أول أكسيد الكربون والغازات الأخرى المسببة للاحتباس الحراري
هذه ليست الدراسة الأولى التي تظهر أن البرك يمكن أن تطلق غازات الاحتباس الحراري ، كما تلاحظ تريشا مور. إنها مهندسة بيئية في جامعة ولاية كانساس في مانهاتن. ما يميز الدراسة الجديدة هو أنها واحدة من أولى الدراسات "التي تبحث في كلا الجزأين من النظام" - مقدار الكربون الذي تخزنه الأحواض ومقدار إطلاقها. على هذا النحو ، وجدت ، "لقد كان مجرد مثال جيد على كيفية حاجتنا للنظر إلى نظام."
لكنها حذرت من أن هذه الدراسة أخذت عينات من عدد قليل فقط من الأحواض. وكانوا جميعًا في دولة واحدة. يقول مور إن البحث المستقبلي يجب أن ينظر إلى ما يحدث في البرك حيث يختلف المناخ والغطاء النباتي. يمكن أن يختبر بحث آخر ما إذا كانت تصاميم البرك المختلفة قد تؤثر على كمية الكربون التي تطلقها المياه. أو كيف يمكن أن يؤثر تنظيف المياه قبل أن تتدفق في هذه البرك على انبعاثات الكربون؟ في النهاية ، كما تقول ، يحتاج مهندسو البرك إلى أن يسألوا:"ما الذي يمكننا فعله بشكل أفضل؟"
